NL8201930A - Werkwijze voor het verwijderen van extraheerbare bestanddelen uit roeten. - Google Patents

Description

' "Τ —,,η- - " " -..Μ-.ί.ΜΓ-,.," -- Α„ JÏI — —W —, \ 5 ; V0 3330

Werkwijze voor het verwijderen van extraheerbare bestanddelen uit roeten.

, De uitvinding heeft betrekking op een werkwijze voor het verwijderen van extraheerbare bestanddelen uit roeten door behandelen met een gasstroom bij verhoogde temperaturen.

Roeten worden door onvolledige verbranding of door 5 thermisch kraken van koolwaterstofhoudende materialen, overwegend uit aromatenrijke vloeibare oliën geproduceerd. Voor de bereiding op technische schaal maakt men van verschillende werkwijzen gebruik, waarbij om economische redenen het zogenaamde ovenroetproces wereldwijd de meeste verbreiding heeft gevonden. Ook andere werkwijzen echter, het gasroet-, 10 het vlamroet- en het thermaalproces worden voor de produktie van speciale roeten gebruikt. Tenslotte worden ook bij het op technische schaal uitgevoerde kraakproces van koolwaterstoffen roeten als nevenprodukten verkregen. Bijzonderheden van de verschillende bereidingswijzen zijn beschreven in Ullmann’s Enzyclopadie der technischen Chemie, band 15 Ude editie) 1977, blz. 636 e.v.

Door onderzoekingen aan verschillende roettypen kon worden vastgesteld, dat in het algemeen de bij lagere temperaturen gewonnen, uit grovere deeltjes bestaande kwaliteiten een hoger tolueen-extract bezitten dan de uit fijnere deeltjes bestaande kwaliteiten , 20 )Locati et al. Am. Ind. Hyg. Assoc. J. (UO), biz. 6¾ ev. (1979). Ook heeft de bereidingswijze een invloed op het tolueenextract. Zo hebben bijvoorbeeld de volgens het lichtboogproces verkregen roeten een duidelijk hoger extract (tot 8%) dan ovens-, vlam- en gasroeten (beneden 1,5$)· Het is derhalve doelmatig gebleken om een onderscheid te maken tussen 25 extractarmere en extractrijkere roeten.

In tegenstelling tot de in de afgassen van de verbranding aanwezige schoorsteenroeten vormen de volgens de hier vermelde" werkwijzen geproduceerde roeten een materiaalklasse, die met betrekking tot zijn samenstelling en zijn fysisch-chemische eigenschappen nauwkeu-30 rig gedefinieerd en gespecificeerd is. Deze roeten bestaan hoofdzakelijk uit koolstof en bevatten - afhankelijk van bereidingsproces en deeltjesgrootte - aan het oppervlak vast geabsorbeerd geringe hoeveelheden polycyclische koolwaterstoffen.

Deze kunnen met oplosmiddelen, bijvoorbeeld kokend to- 8201930 \ 2 ; 1

V

lueen geëxtraheerd en kwantitatief bepaald worden. Door chromatogra-fische werkwijzen kan het verkregen extract aansluitend worden gescheiden; aldus kunnen de afzonderlijke koolwaterstoffen geïdentificeerd en kwantitatief bepaald worden. Het tolueenextract wordt volgens DUT 53553 5 op de volgende wijze bepaald: 10 g roet wordt in een extractiebus in een Soxleth-apparaat gedurende 8 uur met tolueen geëxtraheerd. Het extract wordt door destilleren van het oplosmiddel geïsoleerd en aansluitend gedurende 1 uur bij 110°C in een droogkast gelaten. Door wegen van de kolf v66r en na de bepaling 10 wordt het gewicht van de geëxtraheerde bestanddelen bepaald en in procenten van de ingewogen hoeveelheid uitgedrukt.

De toepassingsgebieden van roeten zijn zeer uiteenlopend. Kwantitatief is verreweg de rubbersector de grootste. Hier worden roeien hoofdzakelijk voor het versterken en voor het vullen toege-15 past. Verdere toepassingsgebieden betreffen de pigmentroetsector. Af-. hankelijk van het toepassingsgebied kan een te hoog extractgehalte van de roeten tot aanzienlijke storingen leiden: bij gebruik van extractrijke pigmentroeten in kunststoffen kunnen ongewenste migratie-effec-ten optreden, in het -bijzonder wanneer deze systemen in combinatie met 20 systemen die bonte pigmenten bevatten worden gebruikt.

In de zuiverheidseisen voor roeten in de verschillende landen is wettelijk vastgelegd, dat het toelaatbare gehalte aan’tolu- · eenextract van de roeten bij toepassing in gebruiksvoorwerpen, die met levensmiddelen in aanraking komen, bepaalde grenzen niet over-25 schrijdt. Zo ligt momenteel in de Bondsrepubliek Duitsland de toelaatbare bovengrens voor dit gebied bij 0,15 gew.$.

Er zijn reeds werkwijzen voor het verlagen van het gehalte aan extraheerbare bestanddelen van roeten bekend, waarbij echter niet tussen een behandeling van extractarmere en exbractrijkere roe-30 ten wordt onderscheiden.

Zo wordt in het Duitse Auslegeschrift 2k 1U 215 een nabehandeling van extractrijk lichtboogroet ter verlaging van het aceton-extract beneden 0,5 gew.$ voorgesteld. Deze nabehandeling dient in een inert gasstroom bij 350 - 600°C te worden uitgevoerd.

35 In het Amerikaanse octrooischrift k 075 160 wordt een drietrapsproces voor het nabehandelen van roet beschreven. De eerste 8201930 ΛνΤι':'! ’" .Μΐίιι·:· μ..·.ι^Γ-*· ~ w* ............— ιι — - - S * \ (.....1 "I1 · " ^ 1 ' 3

' I

trap wordt in een ovenroetreactor uitgevoerd, waarbij de nabehandeling hetzij door een verschuiving van de afschrikpositie stroomafwaarts aan het reactoruiteinde (late quench) geschiedt, hetzij door de toevoeging • van secundaire, lucht tussen de roetvormingszone en de afsehrikzone ; 5 respectievelijk door een combinatie van beide maatregelen wordt uitgevoerd.

Het is bekend dat het temperatuurniveau voor het afschrikken boven 500 - 800°C ligt (Ullmann’s Enzyklopadie der techni-, schen Chemie Ude editie, band lit·, 19T7, blz. '638) en de nabehandeling 10 derhalve ook bij deze hoge temperatuur plaatsvindt. De tweede trap houdt ' een behandeling van het roet in met sterke oxydatiemiddelen, die overwegend in waterige fase tijdens het verparelingsproces wordt uitgevoerd terwijl daarentegen in de derde trap alleen gedroogd.wordt.

Verder wordt in het Amerikaanse octrooischrift 15 4 138 it-71 een eveneens uit meerdere trappen bestaand proces voor het' zuiveren van een ovenroet onder verlaging van het gehalte aan polycyclische aromatische koolwaterstoffen tot beneden een grenswaarde beschreven, waarbij het roet onder toevoeging van bindmiddel gepelleteerd, daarna voorverwarmd en tenslotte gedurende korte tijd bij 620°C in een 20 vloeibed behandeld moet worden.

In de eerstgenoemde werkwijze is duur inert gas nodig, om. een ontsteking van het roet bij de toegepaste temperaturen boven 350°C te vermijden.

De werkwijze volgens het Amerikaans octrooischrift 25 ^ 075 160 heeft meerdere procestrappen nodig, waarbij de eerste trap bij relatief hoge tenqperaturen in eèn ovenreactor wordt uitgevoerd en daardoor de werkwijze alleen bij ovenroeten toepasbaar is. De daarop aansluitende procestrap vindt dan in een waterige fase plaats, waardoor als afsluitende behandeling een kostbare droogbewerking onvermijde-30 lijk wordt.

Vergelijkbaar duur is de werkwijze volgens het Amerikaanse octrooischrift ^.138.1)-71, welke een pelleteertrap en twee daarop volgende verhittingstrappen aan lucht nodig heeft, waarbij de tweede boven 620°C moet worden uitgevoerd. Zowel hier alsook bij het op de 35 tweede plaats geciteerde octrooischrift kunnen alleen gepelleteerde roeten worden geproduceerd.

Het is bekend dat onder deze verscherpte omstandigheden 8201930 _I__,-»- - — k de oppervlaktechemie van de roeten sterk wordt veranderd, omdat door de oxydatie zure oppervlaktegroepen worden gevormd. Daarbij wordt een duidelijke daling van de pH-waarde waargenomen.

Er bestond derhalve de behoefte aan een technolo-5 gische vereenvoudiging van. de werkwijze voor het verlagen van het gehalte aan extraheerbare bestanddelen onder verlaging van de investerings-en bedrijfskosten alsmede onder zodanige omstandigheden, dat de opper- i v ' vlaktechemie niet wezenlijk veranderd wordt.

.Bij de pogingen om dit doel te bereiken werd nu ge-10 vonden, dat daarvoor een zich op het niveau van het gehalte aan extraheerbare bestanddelen van een uitgangsroet oriënterende differentiatie van de toe te passen procesmaatregelen vereist is. Ih het kader van de uitvinding worden als extractarmere roeten die roeten verstaan, waarbij met de bovenbeschreven gestandaardiseerde tolueenextractie minder 15 dan 1,5 gew.$ extract wordt verkregen. Als exfcractrijkere roeten worden die roeten aangeduid, waarbij een tolueenextract van 1,5 gsw.% wordt gevonden.

De onderhavige werkwijze voor het verwijderen van extraheerbare bestanddelen uit roeten gaat uit van de op zichzelf bekende 20 maatregel van een behandeling met een gasstrocm bij verhoogde temperaturen en voorziet hierin, dat men extractarmere roeten met een tolueenextract tot 1,5 gev.% in een vloeibed bij temperaturen beneden 320°C met een zuurst ofhoudend gas behandelt en extract rijkere roeten met een tolueenextract boven 1,5 gew.$, telkens in vloeibed, in een eerste trap 25 bij temper at vuren van TOO tot 320°C met waterdamp en daarna in een tweede trap bij temperaturen van 200 tot 500°C met een zuurstofhoudend gas behandelt.

Wezenlijk is dat bij beide procesvarianten telkens poedervormig roet in een vloeibed met de desbetreffende gas stromen 30 wordt behandeld, waarbij continu of ladingsgewijze kan worden gewerkt.

Er werd nu gevonden dat telkens vloeibedconstructies kunnen worden gebruikt, waarin het roet en een verhitte gasstroom in gelijke zin of in tegengestelde zin ten opzichte van elkaar bewegen.

De waterdamp wordt bij voorkeur als verzadigde stoom 35 toegepast, lucht heeft als zuurstofhoudend gas de voorkeur.

De extractarmere roeten, in het bijzonder de uit grove 82 0 1 9 3 0 . ............— I .

e v 5 deeltjes bestaande pigmentroeten van het oven- en gasroetprocêdê, worden bij voorkeur bij temperaturen van .200 tot 320°C behandeld. De behandelingstijden zijn bij deze lage temperaturen verrassend kort-en ‘ ' liggen afhankelijk van de hoogte van het extractgehalte in het uit- 5 gangsroet en de toegepaste temperatuur bij 1 tot 3 uur.

De extractrijkere roeten, in het bijzonder roeten die - bij de ethynbereiding volgens het lichtboogproces worden verkregen, . i worden bij voorkeur in de eerste trap, de behandeling met waterdamp, bij temperaturen van 100 tot 250°C en in de tweede trap, de behandeling 10 met een zuurstofhoudend gas, bij temperaturen van 250 tot k50°C behandeld.

De behandelingstijden liggen in de eerste trap bij slechts 0,5 tot 1,5 uur; in de tweede.trap kunnen ze 1 - 4 uur bedragen.

Ten opzichte van de in de aanhef besproken bekende 15 werkwijzen voor het verlagen van. het gehalte aan exbraheerbare bestanddelen levert de werkwijze volgens de uitvinding de volgende voordelen:

Het vereiste van toepassing van een inert gas valt weg. Bij extract rijke roeten wordt het ontstekingsgevaar afgewend. De eigenschappen van de roeten worden door het lage temperatuuraiveau in 20 hoge mate behouden. Ih het. bijzonder wordt een hoge temperatuurbehande-ling van het uitgangsroet in tegenwoordigheid van zuurstof vermeden.

De werkwijze kan eenvoudig worden uitgevoerd en verlaagt de investe-rings- en bedrijfskosten, omdat afgezien kan worden van tegen hoge temperaturen bestand zijnde materialen in de apparaturen. Bovendien wordt 25 de oppervlaktechemie van de roeten praktisch niet beïnvloed.

Er zijn weliswaar naast de in de aanhef besproken werkwijzen van de stand der techniek voor het winnen van extractarme roeten uit het Duitse'octrooischrift 956 338 en het Duitse Auslegeschrift 10 3T 0k2 nog werkwijzen bekend geweest, volgens welke lucht, een meng-30 sel van lucht en waterdamp of een niet-oxyderende atmosfeer voor het nabehandelen van roeten wordt gebruikt. Deze werkwijzen zijn echter anders dan de onderhavige werkwijze gericht op een verandering van de oppervlaktechemie van de roeten (verlaging van de pH-waarde, verhoging van het gehalte aan vluchtige bestanddelen, verhoging van de kleurdiepte 35 enz.).

Dienovereenkomstig worden voor deze werkwijzen ook in 820 1 930 ...............- ----- ···=*.. · ' ~τ'--‘ν x^eisysagy’TSgggra-g:· I-:--- ~ — ' ; : 6 vergelijking aanzienlijk hogere behandelingstemperaturen voorgesteld.

De beïnvloeding van de oppervlaktechemie door de vorming van zure oppervlakteoxyden kan met behulp van de pH-waarde-me-ting worden gecontroleerd. Deze bepaling geschiedt volgens DIN 53 200: , 5 Voor de bepaling van de pïï-waarde wordt 1 g roet in 20 ml vers ge-• destilleerd CO^-vrij water gesuspendeerd en met een magnetische roerder gedurende 1 minuut geroerd.

Aansluitend wordt de gaselektrode van een pH-meetapparaat in de suspensie ondergedompeld en na 1 minuut wordt de pH-waarde afgelezen. Gepa-10 relde roeten moeten voor het inwegen worden verpoederd.

Ook de bepaling van de vluchtige bestanddelen volgens DUT 53552 kan aanwijzingen over de "oxydatiegraad” geven. Deze methode is echter relatief onnauwkeurig en laat niet altijd eenduidige conclusies toe. Hij levert alleen dan significante waarden, wanneer roeten 15 worden onderzocht, die onder vergelijkbare omstandigheden werden nabehandeld. De vluchtige bestanddelen worden op de volgende wijze bepaald:

Het roet wordt in een kroes met goed sluitend deksel, dat een gat van' 2 mm bezit, gebracht en gedurende 7 minuten in een moffeloven bij 950°C verhit.

20 Het gewichtsverlies bij het gloeien wordt in procenten van de ingewogen hoeveelheid uitgedrukt en stelt de vluchtige bestanddelen voor.

De uitvinding wordt hierna aan de hand van uitvoe-ringsvoorbeelden voor beide procesvarianten samen met vergelijkingsvoor-beelden voor de stand der techniek nader toegelicht. Omdat met de onder-25 havige werkwijze roeten, die volgens verschillende bereidingswijzen werden geproduceerd, aan een nabehandeling voor het verlagen van het ex-tractgehalte kunnen worden onderworpen, werden dergelijke roeten met verschillend extractgehalte bereid en volgens de volgende voorbeelden nabehandeld.

30 Voorbeeld I

In een verwarmbaar vloeibed met een diameter van 80 mm en een lengte van 2000 mm wordt 100 g roet met de volgende eigenschappen met een verhitte gasstroom behandeld, waarbij roet en gasstroom in gelijke zin ten opzichte van elkaar bewegen.

8201930 _ r1 I,. -— ,...- - - - -- -------- ------- · ' i * t ! t

Roet 1

Nigrometerindex 83 vluchtige bestanddelen 6,6 gew.% tolueenextract 0,15 gew.# 5 pH-vaarde 3,6 j ’ .

Bij een nabehandelingsduur van 3 uurrbij 220°C met | ! stikstof als fluïdisatiegas werd het volgende roet verkregen:

Roet 1a

Ni gr omet er index 83 10 : vluchtige bestanddelen 5»7 gev.$ tolueenextract 0,1k gev.$ pH-vaarde * 3,7

Zoals uit de eigenschappen van het nabehandelde roet blijkt, is onder de hier gekozen proef omstandigheden praktisch geen ver-15 andering ten opzichte van het uitgangsroet opgetreden. In het bijzonder is het tolueenextract op hetzelfde niveau gebleven.

Voorbeeld H

Onder dezelfde proefomstandigheden als in voorbeeld I en onder toepassing van hetzelfde uitgangsroet, echter met lucht als 2Ó fluïdisatiegas werd het volgende roet verkregen:

Roet 1b

Nigrometerindex 83 vluchtige bestanddelen 7,3 gew.$ tolueenextract 0,08 gev.% 25 pH-waarde 3,8

In vergelijking tot voorbeeld I kon door het gebruik van de werkwijze volgens de uitvinding een roet worden verkregen, dat ten opzichte van het uitgangsroet een duidelijk lager exbractgehalte bezit. De overige eigenschappen veranderen hierbij slechts in geringe 30 mate. Ih het bijzonder de pH-vaarde van 3,8 toont, dat de gematigde nabehandeling het gehalte aan zure oppervlaktegroepen praktisch niet verandert .

Voorbeeld III

Het uitgangsroet 1 werd nu bij de hogere temperatuur 8201930 ___ - ·»- —--— ' ;------—·- ——- :,..τ Γ · * : 8 van 300°C, voor het overige echter doo‘r gelijke proefamstandigheden als in voorbeeld I aan· de nabehandeling onderworpen:

Roet 1c

Higrometerindex 83 , 5 ; vluchtige bestanddelen 7,¾ gev.% tolueenextract 0,10 gev.% pH-waarde 3,9 t ’ ·

De hier ten opzichte van voorbeeld I toegepaste hogere temperatuur bij de nabehandeling leidt tot een gedeeltelijke, echter 10 zeer onvolledige verwijdering van het tolueenextract. Dit voorbeeld toont dat voor een sterkere verlaging van het tolueenextract onder toepassing" van inert gas als fluxdisatiegas .hetzij zeer veel hogere temperaturen hetzij ook duidelijk langere verblijftijden noodzakelijk zouden zijn. Daarom worden bij toepassing van inerte omstandigheden volgens 15 het Duitse Auslegeschrift 2k 1¾ 215 aanzienlijk hogere temperaturen (350 - 600°C) vereist.

Voorbeeld I\T

Wanneer men daarentegen de werkwijze, volgens de uitvinding toepast met· lucht als fluid!satiegas onder overigens gelijke 20 cmstandigheden als in voorbeeld III, verkrijgt men het volgende roet:

Roet ld

Kigrometerindex 83 vluchtige bestanddelen 9,5 gev.% tolueenextract 0,003 gev.% 25 pH-waarde 3,¾

Het extreem lage tolueenextract toont de effectiviteit van deze werkwijze. De geringe verandering van de pH-waarde maakt duidelijk, dat onder de gekozen omstandigheden nog geen wezenlijke verandering van de oppervlakteehemie plaatsvindt.

30 Voorbeeld V

Uitgangsroet en reactieomstandigheden zijn als in voorbeeld II. In afwijking daarvan werd als fluïdisatiegas een mengsel van lucht, en waterdamp (36 vol.%) toegepast.

8201930 ..... iHifH’tiim·» u.’ «ι"*Γι.~ Ί· Jm. I I ·ι··Γ·» IWI—m*mmii II - im—» ,m «iMjÉrf.i ;‘ ** “ *““'"! 1 ” 1 '" 1' 1 r "“ - " “ " ~ " i 9

Roet Te ÏTigrometerindex ‘ 83 vluchtige bestanddelen. 7,2 gev.% tolueenextract 0,07 gew.# 5 pH-waarde 3,8

Wanneer men deze eigenschappen vergelijkt met die van voorbeeld IX, kunnen praktisch geen verschillen worden waargenomen.

De toevoeging van waterdamp schept derhalve geen voordelen.

Voorbeeld YI

10 Men· gebruikte een uitgangsroet met de volgende eigen schappen:

Roet 2

Nigrometerindex 83 vluchtige bestanddelen 6,8 gew.$ 15 tolueenextract 0,53 gew.$ pH-waarde 3,7

De nabehandeling werd overeenkomstig voorbeeld IV met lucht gedurende 3 uur bij 300°C. uitgevoerd.

Roet 2a 20 Rigromet er index 83 vluchtige bestanddelen 9Λ gew.$ tolueenextract 0,02 gew.$ pH-waarde 3»^

Deze waarden maken duidelijk, dat ook een uitgangs- 25 roet met het hogere extractgehalte van 0,53 % door de hier toegepaste werkwijze op zeer lage extractwaarden kan worden gebracht.

Voorbeeld VII

Hetzelfde uitgangsroet als in voorbeeld I werd in een vloeibed met een diameter van 200 mm en een lengte van 2000 mm ge-30 durende 1,5 uur bij 300°C met een luchtstroom behandeld, waarbij roet en lucht in tegengestelde zin ten opzichte van elkaar bewegen. Het behandelde produkt heeft de volgende eigenschappen: 82 0 1 930 _____________ 10

Roet 1f

Higrcmeterindex 83 vluchtige bestanddelen 9»5 gev,$

tolueenexfcract 0,05 gev.jS

5 pH-vaarde 3,8

Ok hij tegenstroomproce s sen kan een verlaging van het extractgehalte -tot zeer lage vaarden vorden bereikt, vaarhij ten opzich- i te van voorbeeld IV de reactieduur verd gehalveerd.

. Voorbeeld VIII

10 Het uitgangsroet heeft de volgende eigenschappen:

Roet 3

Nigrcmeterindex 90.

vluchtige bestanddelen 1,0 gevJ# tolueenextract 0,10 gew.% 15 pH-vaarde 8,1

De nabehandeling geschiedde analoog aan voorbeeld II. Daarbij verd als eindprodukt verkregen:

Roet 3a

Nigrometerindex 90 20 vluchtige bestanddelen 1,3 gev.% tolueenextract 0,03 gev.$ pH-vaarde 7,8

Terwijl bij de roeten in de voorbeelden I - VII het uitgangsroet 1 een pH-vaarde van 3,6 had, verd in dit voorbeeld de 25 roet met minder oppervlakteoxyden, overeenkomend met een pH-vaarde van 8,1 toegepast.

Ook hier verd een sterke daling van het tolueenextract . bij een zeer geringe beïnvloeding van de oppervlaktechemie verkregen.

Voorbeeld VIII toont evenals de voorgaande voorbeel-30 den, dat relatief milde omstandigheden, d.v.z. temperaturen beneden 320°C voldoende zijn voor een duidelijke verlaging van het tolueenextract bij extractarme roeten. Het gebruik van vaterdamp geeft hier generlei voordelen.

Dit is in zoverre verrassend, dat in de in de aanhef 8201930 • ·*ί* .-1-:-:---------- ----—----------—-! « 11 geciteerde publicaties van de stand der techniek wezenlijk scherpere omstandigheden, d.w.z. hogere ten^peraturen dan 3^0°C, meerdere procestrappen, wezenlijk sterker oxyderende middelen zoals salpeterzuur en dergelijke worden toegepast. De ten opzichte van de werkwijze volgens 5 de uitvinding sterk, afwijkende procestrappen en -omstandigheden geven ook een duidelijke verandering van de oppervlaktechemie. Bijvoorbeeld wordt in het Duitse octrooischrift 956 338 de pH-waarde met 6,1 eenheden i verlaagd. Dit is toe te schrijven aan een oxydatie van het roet.

Wanneer men het extractgehalte van extractrijke roeten 10 (hoven 1,5$) wezenlijk wil verlagen, bestaat bij de nabehandeling met lucht zelfs onder gematigde omstandigheden het gevaar, dat het roet-luchtmengsel ontsteekt. Dit is ook de reden voor het gebruik van inert gas in het Duitse Afslegeschriffc 2b 1¾ 215· Het gevaar van ontsteking bestaat ook dan wanneer de nabehandeling met een lucht/waterdampmengsel 15 wordt uitgevoerd, waarbij het mengsel in wezen uit gelijke delen lucht en waterdamp is samengesteld en de nabehandelingstemperatuur de 300°C-. grens duidelijk overschrijdt. Meerdere nabehandelingsinstellingen met verschillende damp/luchtmengsels bij U00°C leiden steeds tot ontsteking.

Daarmee bestond de behoefte om ook voor de extract-20 rijkere roeten een methode voor het verminderen van het extract te vinden, welke zonder gevaren kan worden uit gevoerd.

Het was derhalve zeer verrassend dat voor deze roetgro^a een snelle en gevaarloze vermindering van het extract ook bij temperaturen van ongeveer ^00°C en 'hoger tot aan 500°C mogelijk is, wanneer een 25 kortstondige milde behandeling met waterdamp wordt voorgeschakeld aan de eigenlijke nabehandeling met lucht.

De volgende voorbeelden dienen ter toelichting van de onderhavige werkwijze voor extractrijkere roeten.

Voorbeeld IX

30 Als uitgangsroet werd een roet gebruikt met de vol gende eigenschappen:

Roet k

Higrometerindex 81 vluchtige bestanddelen 7,6 gew.% tolueenextract 5,5 gew.$ pH-waarde 6,2 820 1 930 ......_.................................................... ........

-- ||Γ^^_—------·--♦- - -'-*·------~- ------ :----- - I->-1----:-! - 12

Voor elke behandelingstrap werd een vloeibed gebruikt, dat in afmetingen overeenkwam met bet vloeibed zoals aangegeven in voorbeeld I.

' ' 1. Behandelingstrap: ~ o

5 Fluidisatiegas: waterdamp van 250 C

Reactietijd: 1,5 uur 2.. Behandelingstrap:

Fluidisatiegas: lucht bij 250°C

'Reactietijd: 2,5 uur 10 Het nabehandelde roet had de volgende eigenschappen:

Roet k&

Nigrometerindex 81 vluchtige bestanddelen 10,2 gew.$ tolueenextract 0,59 gew.# 15 pH-waarde 5*5

Onder deze omstandigheden kon het tolueenextract reeds duidelijk worden verminderd, maar het in de voorgaande voorbeelden bereikte niveau werd niet bereikt.

Voorbeeld X

20 Hier werd de reactietijd van de tweede trap ten op zichte van voorbeeld IX onder voor het overige gelijke omstandigheden van 2,5 tot U uur verhoogd. Het roet had daarna de volgende eigenschappen:

Roet 3a 25 Nigrometerindex 81 vluchtige bestanddelen - 9*7 gew.$ tolueenextract 0,55 gew.$ pH-waarde 5 Λ

De verhoging van de reactietijd in trap 2 leidt niet 30 tot een verdere verlaging van het tolueenextract.

Voorbeeld XI

Uitgangsroet en reactieomstandigheden in de eerste trap komen overeen met de voorbeelden IX en X.

In de tweede behandelingstrap werd de reactietempe- 8201930

I-!--'--“ ‘ — - —I

*W -Jr 13 ratuur tot U00°C verhoogd. De ...reactieduur was 1 uur.

Het aldus nabehandelde roet had een aanzienlijk lager tolueenextract dan in de heide voorgaande voorheelden:

Roet 3c 5 Higrometerindex 81 ' vluchtige bestanddelen 10,7 gew.$ tolueenextract 0,06 gew.$ i · pH-waarde 5,2

De temperatuurverhoging in de tweede hehandelingstrap 10 kan, zoals dit voorbeeld toont, zonder gevaar worden uitgevoerd.

Voorbeeld XII

Uitgangsroet en reactieomstandigheden in de tweede hehandelingstrap zijn gelijk aan voorbeeld XX. In de eerste behandelings-trap werd de temperatuur tot T30°C en de behandelingsduur tot 1 uur ver-15 laagd.

Roet 3d

Higrometerindex 81 vluchtige bestanddelen 10,7 gew.$ tolueenextract 0,05 gew.$ 20 pH-waarde 5,0

Het resultaat in voorbeeld XII is gelijk aan dat van voorbeeld XI. Dit betekent, dat in de eerste trap zeer lage temperaturen en korte reactietijden nodig zijn, om de daaropvolgende behandeling met lucht zonder gevaar voor brand tot het nagestreefde resultaat te 25 voeren.

Voorbeeld XIII

Het roet 1 d uit voorbeeld IV werd in vergelijking tot het uitgangsroet 1 in een nitrocellulose-diepdrukinkt verwerkt.

Receptuur van de drukinkten: 30 9,8 gew.j£ roet, resp. roet 1d 21,6 gew.$ nitrocellulose oplosbaar in alcohol (viscositeit normtype 30 A volgens DOT 53179) 3,6 gew.% dibutylftalaat 35 3,6 gew.$ ethylglycol 8,2 0 1 9 3 0............ -........................-............................- · » ι··ΐι V«ΓΜ.η7ηΜΐ^ίΙ^.^.Ρ^*ι·Γ>\*ν;-\^·ίτ: t\'^VrirLJ£. - -~- — ιΤι IϊιΤ·Γ Τ"*ΐΜ~Π1ίΓΊ1ΤΜ'1 I i'i.VWKa-? ‘ij·, ·ΟΙ~ΐΚ1ΙΙιτ·|*Τ“'··~· TiT‘ \ \ \

1U

1*7,0 gev.% ethylalcohol 1U,U gev.% ethylacetaat ' De inkten werden gedurende 2k uur in een kogelmolen gedispergeerd, er werden proefdrukken gemaakt en de volgende gegevens • 5 "bepaald:

Roet 1 Roet ld

Uit looptijd (ll· mm DIN-beker). 27,2 ' 27,0 (sec)

Diepdruk op aluminiumfolie 10 dichtheid (optische dichtheid) 1,96 1,98 "bij UO ^um rasterdiepte ’ glans (%) 60° Ejyk-Mallinckrodt 63 6k

Pocket-Gloss

De vergelijking van de gemeten gegevens van beide 15 drukinkten toont, dat door de behandeling van het roet volgens de onderhavige werkwijze slechts geringe veranderingen worden veroorzaakt.

Voorbeeld XIV

Het roet 3a uit voorbeeld VTII werd in vergelijking tot het uitgangsroet 3 in een krantenhoogdrukinkt verwerkt. Daarbij 20 werd de volgende receptuur gebruikt: 11 gev.% roet 3 resp. roet 3a 89 gew./S vernis A 280 vernis A 280: 1,0 gev.% Gilsoniet EWC J2lk (hard asfalt) 26,6 gev.% Nigrex olie 979 hoogaromatisch- 25 naftenische olie (Shell), kine-

matische viscositeit volgens DUT 51 562 ca. 10 375 mm2/s bij 20°C

72,U gev.% Nigrex olie 93^ hoogaromatisch- 30 naftenische olie (Shell), kine-

matische viscositeit volgens DIN 51 562 ca. 5Q0 mm2/s bij 20 C

De inkten werden in een kogelmolen met roerder gedispergeerd. De volgende gegeven werden bij beide drukinkten gemeten: 8201930 .........

5- ? i- --~—'—1 " “ i 15

Roet 3 Roet 3a viscositeit ^ (Pa*s) 1,3 1,1+ vloeigrens Ύο (Pa) 5 1+ dichtheid (hij 3 g/m2) 1,00 1,02 5 *' Viscositeit en vloeigrens werden door metingen in een rotatieviscosimeter hij 23°C bepaald en volgens Casson geëvalueerd.

De dichtheid werd met een proefbouw-multidens (oplicht-densitometer) aan monsterdrukken gemeten, die met een. proefbouw-monsterdrukapparaat (voor boek- en offsetdruk-inkten) werden gemaakt. De gemeten waarden 10 van beide drukinkten zijn praktisch gelijk.

De behandeling van het roet 3 volgens de onderhavige werkwijze verandert zijn eigenschappen met betrekking tot het gebruik in deze drukinkt slechts in niet wezenlijke mate.

8201930

Claims (3)

1. 2. Werkwijze volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat telkens een vloeibed wordt gebruikt, waarin het roet en een verhitte gasstroom in gelijke zin of in tegengestelde zin ten opzichte van elkaar bewegen..
2. 3. Werkwijze volgens conclusie 1 of 2, met het kenmerk, 15 dat als zuurstofhoudend gas lucht wordt toegepast. Werkwijze volgens eenjof meer van de conclusies 1-3, met het kenmerk, dat de extractarmere roeten bij 200 tot 320°C worden behandeld.
3. 5. Werkwijze volgens een of meer van de conclusies 1-3, 20 met het kenmerk, dat de exfcractrijkere roeten in de eerste trap bij 100 tot 250°C en in de tweede trap bij 250 tot ^50°0 worden behandeld. 8201930