Przedmiotem wynalazku jest sposób wytwarza¬ nia sadzy piecowej o obnizonej strukturze charak¬ teryzujacej sie zmniejszona wartoscia absorpcji ftalanu dwubutylu i podwyzszona wartoscia skur¬ czu przy wytlaczaniu mieszanek kauczukowych za¬ wierajacych te sadze, zwlaszcza sadzy pólwzmac- niajacej powszechnie stosowanej w mieszankach gumowych na osnowy opon.Proces piecowy wytwarzania sadzy polega na krakingu i/lub niepelnym spalaniu surowca weglo¬ wodorowego, takiego jak weglowodory cykliczne, w zamknietej strefie konwersji, w temperaturze powyzej 980°C. Sadza porywana w gazach ucho¬ dzacych ze strefy konwersji jest nastepnie chlo¬ dzona i zbierana. Bardzo trudne jest jednakze zwiekszenie wydajnosci znanych procesów prze¬ myslowych wytwarzania sadzy piecowej o charak¬ terystyce struktury nizszej od struktury sadzy pól- wzmacniajacej bez istotnej zmiany wlasciwosci sadzy.Sposób wedlug wynalazku stanowi ulepszenie sposobu opisanego w opisie patentowym St. Zjedn.Ameryki nr Re 28 974, który polega na tym, ze .material weglowodorowy wtryskuje sie do pieca w postaci zbieznej wiazki strumieni w kierunku poprzecznym do strumienia gazu spalinowego o ko¬ listym przekroju i szybkosci liniowej i tempera¬ turze odpowiedniej do spowodowania przemiany materialu weglowego w sadze. Proces ten prowadzi sie pod cisnieniem zapewniajacym penetracje do- 2 statecznie gleboka dla dobrego wymieszania i u- trzymania dzialania scinajacego. Sposobem opisa¬ nym w tym opisie uzyskiwano sadze o stosunkowo wysokiej strukturze. 5 Celem wynalazku bylo opracowanie sposobu wy¬ twarzania sadzy o obnizonej strukturze wedlug oznaczen ftalanem dwubutylu, stosowanej do mie¬ szanek na osnowy opon.Stwierdzono, ze cel ten osiaga sie w sposobie we- 10 dlug wynalazku, dodajac okreslona ilosc utlenia¬ cza, takiego jak powietrze itp., koniecznego zwy¬ kle do prowadzenia reakcji wytwarzania sadzy, w odpowiednich stopniach procesu wielostopniowego.Sposobem wedlug wynalazku doprowadza sie w 15 pierwszej strefie pieca do kontaktu paliwa ze srod¬ kiem utleniajacym przy stosunku równowazniko¬ wym obu skladników w zakresie 1,25—0,33 i uzy¬ skuje sie strumien gazów spalinowych, który w znany sposób, przy wysokiej szybkosci liniowej 20 kontaktuje sie w drugiej strefie z materialem weglowodorowym, zas wytworzona gazowa mie¬ szanine reakcyjna wprowadza sie do trzeciej stre¬ fy, mianowicie do strefy reakcji, do której dopro¬ wadza sie srodek utleniajacy w ilosci okolo 5—45% 25 ilosci wymaganej do utworzenia sadzy, lacznie z weglowodorami w ilosci zapewniajacej stosunek równowaznikowy obu skladników w zakresie 1,25— —0, przy sumarycznym spalaniu odpowiadajacym stosunkowi równowaznikowemu w zakresie co 3« najmniej 6,67—2,50. 108 321108 321 3 4 Wprowadzenie czesci koniecznego utleniacza po wtrysnieciu surowca powoduje, ze struktura otrzy¬ mywanej sadzy zostaje obnizona, nie wplywa na¬ tomiast w znaczniejszym stopniu na wielkosc cza¬ steczek wytwarzanej sadzy i co najwyzej moze zmniejszyc wymiary czastek. Zwykle ilosc utle¬ niacza wprowadzonego ponizej miejsca wtrysku surowca weglowodorowego w odniesieniu do kie¬ runku przeplywu wynosi 5—45°/o calkowitej ilosci utleniacza, potrzebnej do przeprowadzania surowca w pozadany produkt sadzowy. Co wiecej, sposób wtryskiwania tej czesci utleniacza do powstalego strumienia zawierajacego sadze nie ma wiekszego znaczenia. "Na przyklad, utleniacz mozna wprowa- ¦ydaac obwodfrwp^^zdluznie lub stycznie do kie- jrAiMU -fcrzepftywtf lego strumienia. W korzystnej 'postaci sposobu wedlug wynalazku dodawanie lutleniacza prowadzi sie stycznie do kierunku prze- fa^/u,-Stwierdzono, ze w wyniku wtryskiwania \H*euial^aL poTfll^el ''punktu wtrysku surowca, bio¬ rac pod uwage kierunek przeplywu strumienia oprócz obnizenia struktury sadzy zmniejszaja sie trudnosci zwiazane z zanieczyszczaniem wytwarza¬ nej sadzy kuleczkami koksu, co ma miejsce pod¬ czas wytwarzania sadzy pólwzmacniajacej w zna¬ nych reaktorach, a wydajnosc procesu w przelicze¬ niu na ilosc wytwarzanej sadzy wzrasta w porów¬ naniu z procesami znanymi o 6—10%.Termin struktura w odniesieniu do sadzy okres¬ la pierwotna wlasciwosc sadzy, na która nie wply¬ wa zadna wlasciwosc lub zespól wlasciwosci. Ter¬ min ten jest ogólnie uzywany w technice dla ok¬ reslenia zakresu aglomeracji pierwotnych czastek sadzy. Poniewaz wszystkie sadze wykazuja pewien stopien agregacji pierwotnych czastek, poszczegól¬ ne sadze klasyfikuje sie jako sadze o niskiej, nor¬ malnej lub wysokiej strukturze, zaleznie od wyka¬ zywanego przez nie wzglednego stopnia agregacji.Granica pomiedzy sadzami o niskiej, normalnej i wysokiej strukturze nie jest zwykle wyraznie okreslana. Zwykle strukture sadzy uwaza sie za wysoka, gdy wystepuje silna tendencja czastek do laczenia sie w lancuchy czastek. Z drugiej strony, strukture sadzy uwaza sie za niska, gdy wystepuje slaba tendencja do tworzenia aglomeratów pier¬ wotnych czastek. Dla oznaczenia struktury sadzy stosuje sie metode adsorpcji oleju z zastosowaniem ftalanu dwubutylu. Metoda ta, zgodna z norma St.Zjedn. Ameryki nr ASTM-D-2414-72 jest dalej opi¬ sana bardziej szczególowo.Chociaz mozliwy jest bezposredni pomiar struk¬ tury sadzy stwierdzono, ze równie dobra a wygod¬ niejsza jest metoda oznaczania struktury sadzy, która przyjeto w technice i oznaczono jako próbe ASTM Test Method D-2414-72. W skrócie, ozna¬ czenie polega na dodawaniu w Brabender — Cabot Absorptometr (firmy C.W. Brabender Instruments, Inc., St. Zjedn. Ameryki), do próbki sadzy w po¬ staci granulowanej lub pylistej, ftalanu dwubutylu i na pomiarze objetosci zuzytego ftalanu dwubu¬ tylu. Wartosc te wyraza sie w cm8 lub ml ftalanu dwubutylu (DBP) na 100 g sadzy.Obecnie znana jest dobrze zaleznosc pomiedzy struktura sadzy a uzyskanymi wlasciwosciami mieszanek gumowych, zawierajacych poszczególne sadze. Zaleznosc ta zostala okreslona jako wplyw stopnia struktury sadzy na modul mieszanek gu¬ mowych, zawierajacych okreslona sadze. W tym przypadku ogólnie przyjmuje sie, uwazajac wszy¬ stko inne w zasadzie za równowazne, ze zastoso¬ wania do sporzadzania mieszanek gumowych sa¬ dzy o wysokiej strukturze daje mieszanki o wy¬ sokim module, podczas gdy uzycie sadzy o niskiej strukturze daje mieszanki o niskim module. W zwiazku z tym, majac na uwadze zalozony cel wynalazku, którym bylo opracowanie ulepszone¬ go sposobu wytwarzania sadz piecowych o znacz¬ nie nizszej strukturze, stwierdzono, ze wspomniane zaleznosci sa prawdziwe. Rzeczywiscie, wytwarza¬ jac sadze o znacznie nizszej strukturze stwierdzo¬ no, ze ich wprowadzenie do mieszanek z kauczuku naturalnego i z kauczuków syntetycznych daje mieszanki o obnizonym module.Sposób wedlug wynalazku, nadajacy sie zwla¬ szcza do wytwarzania sadzy pólwzmacniajacej o liczbie adsorpcji jodu (oznaczonej wedlug normy St. Zjedn. Ameryki nr ASTM D-1510-70) wynosza¬ cej 28—75, sklada sie z nastepujacych operacji.Ciekly surowiec, z którego powstaje sadza wtrys¬ kuje sie w zasadzie poprzecznie do wczesniej wy¬ tworzonego strumienia goracych gazów spalino¬ wych, plynacych z przecietna predkoscia liniowa w kierunku przeplywu wynoszac co najmniej 152,4 m/sekunde. Surowiec wtryskuje sie do gazów spalinowych poprzecznie do kierunku ich prze¬ plywu z obwodu ich strumienia w takiej ilosci, aby osiagnac penetracje pozwalajac uniknac po¬ wstawania koksu na sciankach reaktora w strefie tworzenia sie sadzy. Powstaly strumien wplywa nastepnie do strefy reakcji, do której wtryskuje sie pozostala czesc utleniacza, potrzebna do wy¬ tworzenia w procesie pozadanej sadzy. Jak wspom^ niano poprzednio, ilosc utleniacza wprowadzanego do strefy reakcji waha sie w granicach 5—45°/o calkowitej ilosci utleniacza, koniecznego do wy¬ tworzenia pozadanej sadzy. Do licznych utlenia¬ czy, nadajacych sie do stosowania w sposobie we¬ dlug wynalazku naleza: powietrze, tlen i miesza¬ niny powietrza z tlenem o róznym stezeniu tlenu.W wyniku prowadzenia procesu sposobem wedlug wynalazku uzyskuje sie sadze o znacznie obnizonej strukturze bez znacznego zwiekszenia rozmiarów 'czastek sadzy. Ponadto, gdy takie ulepszone sadze, wytworzone sposobem wedlug wynalazku, wpro¬ wadza sie do mieszanek gumowych, uzyskuje sie mieszanki o lepszych wlasciwosciach fizycznych.Proces, prowadzony sposobem wedlug wynalazku jest bardziej szczególowo opisany ponizej.Dla wytworzenia goracych gazów spalinowych, stosowanych przy wytwarzaniu sadzy sposobem wedlug wynalazku, w odpowiedniej komorze spa¬ lania ciekle lub gazowe paliwo poddaje sie re¬ akcji ze strumieniem odpowiedniego utleniacza, takiego jak powietrze, tlen, mieszaniny tlenu z po¬ wietrzem itp. Do paliw, nadajacych sie do zasto¬ sowania w reakcji ze strumieniem utleniacza w komorze spalania w celu wytworzenia goracych gazów spalinowych naleza dowolne latwopalne ga¬ zy, pary lub ciecze takie jak wodór, tlenek wegla, metan, acetylen, alkohole, nafta. Zwykle korzyst- 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60108 321 5 6 nie jest jednak stosowac paliwa o wysokiej zawar¬ tosci skladników zawierajacych wegiel, a zwlaszcza weglowodór. Na przyklad gazy bogate w metan, takie jak gaz ziemny i modyfikowany lub wzboga¬ cony gaz ziemny sa znakomitymi paliwami, po¬ dobnie jak inne paliwa zawierajace duza ilosc we¬ glowodorów, np. rózne gazy i ciecze weglowodoro¬ we oraz produkty uboczne z rafinerii, takie jak etan, propan, butan i frakcje pentanowe, oleje opalowe itp. Ponadto w pierwszym etapie wzorco¬ wego procesu piecowego korzystnie jako utleniacz stosuje sie powietrze a jako paliwo do wytwarza¬ nia pierwotnego plomienia spalajacego — gaz ziemny. Pierwotne spalanie oznacza tu ilosc utle¬ niacza stosowana w pierwszym etapie wzorcowego procesu odniesiona do ilosci utleniacza potrzebne¬ go teoretycznie do-calkowitego spalania weglowo¬ doru w pierwszym etapie z utworzeniem dwutlen¬ ku wegla i wody. Dla wygody pierwotne spalanie wyraza sie jako stosunek równowaznikowy. Sto¬ sunek równowaznikowy okresla sie jako stosunek ilosci dostarczanego paliwa do ilosci potrzebnej do stechiometrycznego spalania z dostepnym utlenia¬ czem. Procent spalania mozna obliczyc ze stosun¬ ku równowaznikowego, mnozac odwrotnosc warto¬ sci stosunku równowaznikowego przez 100. W pro¬ cesie prowadzonym sposobem wedlug wynalazku chociaz pierwotne spalanie wyrazone wartoscia stosunku równowaznikowego moze wynosic 1,25— —0,33 lub innymi slowy, 80—300°/© spalania, korzy¬ stnie pierwotne spalanie lub spalanie w pierwszym etapie wyrazone wartoscia stosunku równowazni¬ kowego wynosi 0,83—0,45, lub 120—220% spala¬ nia.W ten sposób wytwarza sie strumien goracych gazów spalinowych, plynacy z duza predkoscia li¬ niowa. Stwierdzono dalej, ze róznica cisnienia po¬ miedzy komora spalania a komora reakcyjna wy¬ nosi co najmniej 0,07 kg/cm2 a korzystanie 0,106— —0,7 kg/cm2. W tych warunkach powstaje strumien gazowych produktów spalania o energii wystar¬ czajacej do konwersji w pozadany produkt sadzo- wy surowca weglowodorowego, z którego powstaje sadza. Powstale gazy spalinowe uchodzace do stre¬ fy pierwotnego spalania maja temperature co naj¬ mniej 1315°C, a korzystnie co najmniej 1650°C.Gorace gazy spalinowe pedza w kierunku przeply¬ wu z duza predkoscia liniowa, zwiekszona przez wprowadzenie ich do zamknietego etapu przejscio¬ wego o mniejszej srednicy, który mozna w miare potrzeby zwezac lub ograniczac na przyklad zna¬ na zwezka Venturiego. Jest to ten punkt procesu, który mozna uznac za drugi etap i gdzie do stru¬ mienia goracych gazów spalinowych gwaltownie wtryskuje sie surowiec.Mówiac dokladniej, w drugim etapie, gdzie gazy spalinowe plyna z duza predkoscia i gdzie istnieje napór dynamiczny gazu wynoszacy co najmniej powyzej 0,07 kg/cm2, do gazów spalinowych wtrys¬ kuje sie odpowiedni weglowodór, z którego wytwa¬ rza sie sadze, pod cisnieniem wystarczajacym do osiagniecia pozadanej penetracji, zapewniajac tym samym wysoka predkosc mieszania i scinania go¬ racych gazów spalinowych i cieklego surowca we¬ glowodorowego. W wyniku panujacych warunków, ciekly surowiec weglowodorowy gwaltownie roz¬ klada sie i z wysoka wydajnoscia ulega konwersji na sadze. Do stosowania w sposobie wedlug wy¬ nalazku nadaja sie te surowce weglowodorowe, 5 które sa latwo lotne w warunkach rekacji. Naleza do nich weglowodory nienasycone, takie jak acety¬ len, olefiny takie jak etylen, propylen, butylen, weglowodory aromatyczne takie jak benzen, tolu¬ en i ksylen, pewne weglowodory nasycone i prze¬ prowadzone w stan pary takie weglowodory jak nafty, naftaleny, terpeny, smoly etylenowe, aro¬ matyczne weglowodory pierscieniowe itp. Ciekly surowiec wtryskuje sie zasadniczo w kierunku po¬ przecznym z obwodu zewnetrznego lub wewnetrz¬ nego strumienia goracych gazów spalinowych lub z obu tych obwodów w postaci malych koherent¬ nych strumyków, które dobrze penetruja do we¬ wnetrznych obszarów lub jadra strumienia gazów spalinowych, lecz nie na odleglosc, która przeszka¬ dzalaby strumieniom wtryskiwanym z przeciwnej strony. W praktycznej realizacji sposobu wedlug wynalazku surowiec weglowodorowy mozna latwo wtryskiwac jako koherentne strumyki cieczy przez wtlaczanie cieklego surowca przez liczne otwory o srednicy 0,254—3,8 mm, korzystnie 0,508—1,524 mm, pod cisnieniem wtrysku wystarczajacym dla osiagniecia pozadanej penetracji.Ilosc surowca dobiera sie w zaleznosci od ilosci stosowanego paliwa i utleniacza tak aby dla pro¬ cesu wytwarzania sadzy osiagnac calkowity stosu¬ nek równowaznikowy wynoszacy od co najmniej 6,67 do 2,50, korzystnie od 5,00 do 3,33. Calkowity stosunek równowaznikowy okresla sie jako stosu¬ nek calkowitej ilosci dostarczonego weglowodoru do ilosci potrzebnej do stechiometrycznego spalania uzytego utleniacza.Trzeci etap procesu wymaga strefy reakcji, któ¬ ra zapewni czas przebywania wystarczajacy na to aby reakcja powstawania sadzy nastapil przed przerwaniem reakcji przez ochlodzenie. Zwykle, chociaz czas przebywania w kazdym przypadku za¬ lezy od poszczególnych warunków i rodzaju poza¬ danej sadzy, powinien on w sposobie wedlug wy¬ nalazku byc wiekszy niz 15 milisekund. Odpowied¬ nio, gdy reakcja tworzenia sie sadzy przebiegala w ciagu pozadanego okresu czasu, jest ona prze¬ rywana przez rozpylenie cieczy chlodzacej, takiej jak woda, przy uzyciu co najmniej jednego zespo¬ lu dysz. Gorace gazy wylotowe zawierajace za¬ wieszony w nich produkt sadzowy przeplywaja nastepnie zgodnie z kierunkiem przeplywu do eta¬ pu chlodzenia, oddzielania i zbierania sadzy, któ¬ re to etapy prowadzi sie w znany sposób. Na przyklad oddzielenie sadzy od strumienia gazu osiaga sie latwo w znanych urzadzeniach, takich jak filtry elektrostatyczne, separatory cyklonowe, filtry workowe lub ich kombinacje.Obecnie stwierdzono, ze strukture sadzy wytwo¬ rzonej w opisanym poprzednio wzorcowym proce¬ sie mozna znacznie obnizyc tak aby sadza ta nada¬ wala sie do zastosowan wymagajacych sadzy o nis¬ kiej strukturze. Strukture sadzy obniza sie zwlasz¬ cza przez wprowadzenie utleniacza w ilosci 5— —45°/o calkowitej ilosci utleniacza, wymaganej do wytworzenia pozadanej sadzy w tym punkcie pro- 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60108 321 cesu, który nastepuje pa wtrysnieciu cieklego su¬ rowca do plomienia'pierwotnego spalania. Utle¬ niacz wprowadza sie do strefy reakcji za miej¬ scem wtrysku surowca stycznie, obwodowo lub wzdluznie do kierunku przeplywu, przy czym ko¬ rzystny sposób prowadzenia tej operacji polega na wprowadzaniu .stycznym. Utleniacz wprowadzony za punktem wtrysku surowca (uwzgledniajac kie¬ runek przeplywu) moze byc wprowadzany jako taki, badz tez mozna go poddawac reakcji z do¬ wolnym odpowiednim paliwem cieklym lub gazo¬ wym i wprowadzac go w postaci goracych gazów spalinowych. W sposobie wedlug wynalazku stwier¬ dzono, ze ilosc weglowodoru i utleniacza wprowa¬ dzona w punkcie lezacym ponizej punktu wtrys¬ ku surowca zgodnie z kierunkiem przeplywu moze miec wartosc stósunku; równowaznikowego wyno¬ szaca 1,25—0, korzystnie 0,46—0. Do wytworze¬ nia wtórnego lub wprowadzanego ponizej punktu wtrysku surowca z uwzglednieniem kierunku przeplywu strumienia gazów spalinowych równiez odpowiednie Sa wszelkie utleniacze lub paliwa, nadajace sie do wytwarzania w sposobie wedlug wynalazku pierwotnego plomienia spalajacego. Co wiecej, definicja stosunku równowagowego wtór¬ nego strumienia gazów spalinowych jest taka sama jak podana dla plomienia pierwotnego z ta oczy¬ wista róznica, ze obecnie stosunek ten okresla sie na podstawie ilosci uzytego utleniacza i zadanego strumienia wprowadzanego do procesu w punkcie lezacym ponizej punktu wtrysku surowca. Stwier¬ dzono takze, ze chociaz moze to byc korzystne, do wytwarzania obu strumieni gazów spalinowych nie ma potrzeby stosowania tego samego utlenia¬ cza i/lub paliwa. Ponadto, stosunek równowagowy pierwotnego strumienia gazów spalinowych moze byc taki sam lub inny niz stosunek równowago¬ wy wtórnego lub wprowadzanego ponizej punktu wtryskiwania surowca strumienia gazów spalino¬ wych. Na przyklad, jesli reakcji z utleniaczem ta¬ kim jak powietrze poddaje sie paliwo w fazie flui¬ dalnej, wówczas mozliwe jest reagowanie z utle¬ niaczem gazu ziemnego i wytworzeniem gazów spalinowych wprowadzanych do reaktora, po czym nastepuje wtrysk surowca. W kazdym przypadku, strumien wtórnych gazów spalinowych wprowadza sie ponizej punktu wtrysku surowca, uwzglednia¬ jac kierunek przeplywu w takim miejscu, aby powstajaca sadza odznaczala sie znacznie obnizona struktura bez znaczniejszego zwiekszenia rozmia¬ ru czastek sadzy.Dla oceny analitycznych i fizycznych wlasciwo¬ sci sadzy wytworzonych sposobem wedlug wynalaz¬ ku stosuje isie nastepujace metody badan.Wartosc adsorpacji jodu — oznacza sie zgodnie z norma St. Zjedn. Ameryki nr ASTM D-1510-70.Powierzchnia wlasciwa oznaczona metoda adsorp- cji jodu. Powierzchnie wlasciwa granulowanych produktów sadzowych oznacza sie przy uzyciu na¬ stepujacej metody: próbke sadzy umieszcza sie w tyglu porcelanowym z luzno dopasowana po¬ krywka, pozwalajaca uchodzic gazom i pozbawia sie ja czesci lotnych przez ogrzanie w ciagu 7 mi¬ nut w piecu muflowym w temperaturze 926,6°C a nastepnie pozostawia do ostygniecia. Usuwa sie wierzchnia, spieczona warstwe sadzy na glebokosc 6,3.5 mm a pozostalosc wazy sie. Do próbki tej dodaje sie 100 ml 0,01 h roztworu jodu i mie¬ sza sie powstala mieszanine przez 30 minut. Pod- 5 wielokrotna próbke mieszaniny o objetosci 50 ml odwirowuje sie az do uzyskania przezroczystego roztworu, po. czym 40 ml tego roztworu miarecz¬ kuje sie 0,01 h roztworem tiosiarczanu sodowego w obecnosci 1% roztworu skrobii jako wskaznika io konca miareczkowania, dopóki wolny jod ulega ad¬ sorpcji. Procentowa ilosc zaadsorbowanego jodu oznacza sie ilosciowo przez miareczkowanie slepej próbki. Wreszcie powierzchnie wlasciwa wyrazona w m2/g oblicza isie wedlug wzoru: 15 20 (procentowa ilosc za- x 0 937 absorbowanego jodu ' ]-4,5 ciezar próbki Powierz¬ chnia wlasciwa oznaczona metoda adsorpcji jodu Ten sposób oznaczenia powierzchni wlasciwej granulowanej sadzy okresla isie dla wygody jako Cabot Test Procedure No 23,1, gdyz ciagle jeszcze 23 nie ma oficjalnej metody oznaczania powierzchni wlasciwej metody absorpcji jodu. Jak podano w publikacji firmy Cabot Corporation TG-70-1, pt.„Industry Reference Block No 3" przez Messrs.Juengel and 0'Brien opublikowanej 1 kwietnia 30 1970 r., powierzchnia wlasciwa sadzy IRB No. 3 (Industry Reference Black No 3) oznaczona wspom¬ niana metoda adsorpcji jodu Cabot Test Procedure No 23,1 wynosi 66,5 m2/g.Ciezar nasypowy granulowanej isadzy — oznacza 35 sie wedlug normy St. Zjedn. Ameryki nr ASTM D-1513 i wyraza w funtach/stope szescienna (kg/m3).Liczbe adsorpcji ftalanu dwubutylu przez sadze oznacza sie wedlug normy St. Zjedn. Ameryki nr 40 ASTM Test Method D-2414-72 jak opisano po¬ przednio. Podawane wyniki wskazuja, czy badano sadze w postaci granulowanej lub pylistej.Moc barwienia. Moc barwienia oznacza wzgled¬ na zdolnosc krycia granulowanej sadzy, wprowa- 45 dzonej w proporcji 1:37,5 czesci wagowych do standardowego tlenku cynku (Florence Green Seal No 8 firmy New Jersey Zic Co.) zdyspergowanego w plastyfikatorze typu epoksydowanego oleju sojo¬ wego (Paraplex G-62 firmy Rohm and Haas Co.) to w porównaniu z szeregiem sadz standardowych badanych w tych samych warunkach. Dokladniej, próba ta polega na ucieraniu sadzy, tlenku cynku i plastyfikatora w takich proporcjach, aby otrzy¬ many stosunek zawartosci sadzy do zawartosci 55 tlenku cynku wynosil 1:37,5. Aparatem Welch Den- sichron mierzy sie wspólczynnik odbicia swiatla od warstewki z otrzymanej mieszaniny odlanej na szklanej plytce, porównujac odczyty z próbkami zawierajacymi standardowe sadze o znanej mocy 00 barwienia. Moc barwienia sadz standardowych okresla sie wzgledem mocy barwienia standardowej sadzy SRF tzn. pólwzmacniajacej sadzy piecowej produkcji firmy Cabot, przyjetej za 100%. Taka standardowa sadza o mocy barwienia przyjetej za e5 100% sa piecowe sadze pólwzmacniajace o na-108 321 10 zwach handlowych Sterling S lub Sterling R pro¬ dukcji firmy Cabot Corporation, (nazwa Sterling jest zarejestrowana znakiem firmy Cabot Corpo¬ ration). Kazda z tych standardowych sadz, Sterling S lub Sterling R odznacza sie miedzy ihnymi na¬ stepujacymi wlasciwosciami: powierzchnia wlas¬ ciwa oznaczona metoda BET (metoda absorpcji azotu) 23 m2/g, absorpcja oleju 65—70 kg oleju/100 kg sadzy i srednia wielkoscia czastek, oznaczona pod mikroskopem elektronowym 800 A. Jedyna róznice stanowi to, ze sadza Sterling R ma postac pylista, podczas gdy sadza Sterling S ma postac granulowana. Odpowiednio do tego dobiera sie standardowa sadze porównawcza, wzgledem której dokonuje sie oznaczenia. Tak wiec pólwzmacniaja- ce sadze Sterling R lub Sterlin S uznano za do¬ skonale sadze odniesienia do oznaczenia mocy bar¬ wienia innych sadz.Ponadto, jak podano poprzednio, dla oznaczenia wartosci mocy barwienia w granicach 30—250°/o stosowane sa takze i inne sadze jako sadze po¬ równawcze. Ich moc barwienia oznaczono pierwot¬ nie w stosunku do sadzy standardowej, której moc barwienia przyjeto za 100%. W ten sposób uzysku¬ je sie iszereg sadz w szerokim zakresie mocy bar¬ wienia tak, aby zapewnic sadze porównawcza o mozliwie najbardziej zblizonej mocy barwienia do mocy barwienia badanej sadzy. Przykladowymi sa¬ dzami, stosowanymi jako pomocnicze sadze stan¬ dardowe do oznaczenia mocy barwienia sa sadze produkcji firmy Cabot Corporation, których na¬ zwy i wlasciwosci zestawiono w tablicy I.Wlasci¬ wosci analitycz¬ ne Moc bar¬ wienia °/o Powierz¬ chnia wlas¬ ciwa ozna¬ czona me¬ toda ad¬ sorpcji jodu, m2/g Absorpcja ftalanu jodu cm3/ 1 /100 g 1 Tablica ] Sterling MT srednia termi¬ czna 31 5,0 33,6 Sterling FT drobna termi¬ czna 56 8,4 35,9 1 [ Vulcan 6 H 220 110 131 Vulcan 9 252 119 117 | Oznaczona jak opisano poprzednio moc barwie¬ nia sadzy IRB No 3 w porównaniu ze standardo¬ wa sadza pólwzmacniajaca Sterling S wynosi 208%.Modul i wytrzymalosc. Te wlasciwosci fizycz¬ ne oznacza sie wedlug normy St. Zjedn. Ameryki nr ASTM Test Method D-412. W skrócie, pomiar modulu dotyczy obciazenia w kg/cm2 obserwowa¬ nego, gdy |»fóbka zwulkanizowanej gumy zostaje rozciagnieta do 300% swej poczatkowej dlugosci.Wytrzymalosc okresla obciazenie w kg/cm2, po- trzetm* to aeiwania lub pekniecia próbki wulka¬ nizowanej gumy w próbie wytrzymalosci.Sposób wedlug wynalazku jest blizej wyjasniony 10 15 20 29 35 40 45 50 55 60 65 w ponizszych przykladach wykonania, które opi¬ suja szczególowo wytwarzanie reprezentatywnych produktów i podano je tylko w celach ilustracji tak, ze nie ograniczaja one zakresu wynalazku.Przyklad I. Wytwarza sie gazy spalinowe w odpowiednim reaktorze wyposazonym w urzadze¬ nia do zasilania reagentami, tzn. paliwem i utle¬ niaczem, aby w postaci oddzielnych strumieni albo w postaci wstepnie spalonych gazowych produktów reakcji, a takze w urzadzenie do zasilania zarów¬ no surowcem weglowodorowym, z którego powstaje sadza jak i gazem spalinowym wprowadzanym po¬ nizej punktu wtrysku surowca, wzgledem kierun¬ ku przeplywu. Reaktor moze byc wykonany z do¬ wolnego odpowiedniego materialu takiego jak me¬ tal i wyposazony w ogniotrwala izolacje albo oto¬ czony urzadzeniem' do chlodzenia takim jak cyrku- lujaca ciecz, która korzystnie stanowi woda. Po¬ nadto aparat reakcyjny wyposazony jest w urza¬ dzenie do rejestracji temperatury i cisnienia, urza¬ dzenia do chlodzenia reakcji tworzenia sadzy ta¬ kie jak dysze rozpylajace, urzadzenia do chlodze¬ nia wytworzonej sadzy oraz urzadzenia do oddzie¬ lania i odzyskiwania sadzy od innych niepozada¬ nych produktów ubocznych. W procesie wedlug wynalazku postepuje sie nastepujaco: W celu uzyskania pozadanego spalania w pierw¬ szym etapie, w tym przypadku 141% lub inaczej przy stosunku równowaznikowym 0,71 strefe spa¬ lania aparatu zaladowuje sie poprzez jeden lub wiecej wlotów powietrzem podgrzanym wstepnie do temperatury 371,1°C w ilosci 2124 m^/godzine i gazem ziemnym w ilosci 160,56 mVgodzine dzie¬ ki czemu powstaje strumien gazów spalinowych plynacy z duza predkoscia liniowa. Szybko ply¬ nacy strumien gazów spalinowych przeplywa do drugiej lub przejsciowej strefy o mniejszej sred¬ nicy przekroju poprzecznego zwiekszajac swa pred¬ kosc liniowa. Nastepnie do powstalego strumienia goracych gazów spalinowych, zasadniczo w kie¬ runku poprzecznym przez cztery wloty umieszczo¬ ne dokola tego strumienia, z których kazdy ma wielkosc 1,4 mm, wprowadza sie ciekly surowiec w ilosci 651,46 litrów/godzine pod cisnieniem 7,75 kg/cm2. JaKo surowiec w tym przykladzie i we wszystkich innych przykladach stosuje sie Sunray DX, bedacy paliwem o zawartosci wegla 90,1% wagowych, zawartosci wodoru 7,96% wagowych, zawartosci siarki 1,4% wagowych, stosunku wo¬ doru do wegla 1,05, wskazniku korelacji 128, cie¬ zarze wlasciwym wedlug A&TM D-287 1,08, cieza¬ rze wlasciwym API wedlug ASTM D 287 — 0,7, lepkosci wedlug ASTM D-88 w temperaturze 54,4°C wynoszacej 179 sekund uniwersalnych Sey- bolta, a w temperaturze 98,9°C wynoszacej 46 se¬ kund uniwersalnych Seybolta i o zawartosci asfal- tenów 1,9%. Reakcje prowadzi sie przy calkowi¬ tym spalaniu wynoszacym 23,3% lub stosunku rów¬ nowaznikowym 4,29 i chlodzeniu woda za pomo¬ ca urzadzenia chlodzacego umieszczonego w punk¬ cie odleglym o 10,67 m w kierunku przeplywu od miejsca wtrysku surowca. Analityczne i przerobo¬ we wlasciwosci otrzymanej sadzy podano w ta¬ blicy I. Ponadto otrzymana sadze stosuje sie jako sadze porównawcza w przykladach II i III, po-108 321 11 12 niewaz podczas tworzenia plomienia pierwotnego spalania dodawano cala ilosc uzywanego utlenia¬ cza.Przyklad II. Postepujac jak w przykladzie I, do strefy pierwotnego spalania wprowadza sie wstepnie podgrzane powietrze w ilosci 1922,72 m8/ /godzine i gaz ziemny w ilosci 142,43 m8/godzine, osiagajac pozadane spalanie w pierwszym etapie wynoszace 142% lub stosunek równowaznikowy wynoszacy 0,70. Nastepnie przez cztery otwory o srednicy 1,32 mm kazdy wprowadza sie ciekly surowiec pod cisnieniem 10,3 kg/cm2. W przykla¬ dzie tym jednak w miejscu lezacym tuz za punk¬ tem wtrysku surowca w kierunku przeplywu do strefy reakcji wtryskuje sie stycznie powietrze w ilosci 201,5 ms/godzine, co stanowi 9,4% calkowi¬ tej ilosci powietrza potrzebnego do wytworzenia zadanej sadzy. Powietrze poddaje sie reakcji z ga¬ zem ziemnym, wprowadzonym w ilosci 14,16 m8/ /godzine tak, ze procentowe spalanie po wprowa¬ dzeniu tej dodatkowej ilosci powietrza wynosi 141% lub stosunek równowaznikowy wynosi 0,71 to jest w zasadzie tyle samo co procentowe spala¬ nie w pierwotnym plomieniu. Reakcje prowadzi sie przy calkowitym procentowym spalaniu 23,5% lub stosunku równowaznikowym 4,26, po czym reakcje przerywa sie przez chlodzenie woda w punkcie od¬ leglym o 10,67 m w kierunku przeplywu gazów od miejsca wtrysku. Wielkosci oznaczone anality¬ cznie oraz wlasciwosci fizyczne otrzymanej sadzy podano w ta'blicy II.'Tablica II Przyklad .Liczba jodowa Powierzchnia wlasci¬ wa, oznaczona meto¬ da adsorpcji jodu, m2/g Moc barwienia, % Absorpcja ftalanu dwubutylu przez sadze w postaci garnulowanej, cm8/100 g I 42 29 109 135 II 1 38 27 104 126 W dalszych przykladach wykazano przydatnosc sadz, wytworzonych sposobem wedlug wynalazku, jako czynników wzmacniajacych mieszanki gumo¬ we. W podanych przykladach mieszanki gumowe sporzadza sie znanymi sposobami. Na przyklad, kauczuk i sadze stanowiaca czynnik wzmacniaja¬ cy miesza sie razem dokladnie w znanych urzadze¬ niach, stosowanych zwykle do sporzadzania mie¬ szanek kauczukowych i mieszanek z tworzyw sztucznych, takich jak mieszalnik typu Banbury i/lub Walcarka zapewniajace odpowiednia dysper¬ sje sadzy. Mieszanki gumowe sporzadza sie we¬ dlug standardowych receptur przemyslowych, za¬ równo z kauczuku naturalnego jak i z kauczuków syntetycznych. Wulkanizaty do badan otrzymuje sie przez wulkanizacje przygotowanych mieszanek 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 w ciagu 15 i 30 minut w temperaturze 133,9°C w przypadku mieszanek z kauczuku naturalnego i w ciagu 35 i 50 minut w przypadku mieszanek z kauczuku syntetycznego, na przyklad butadieno- wo-styrenowego. Do okreslania wlasciwosci prze¬ robowych sadz, wytworzonych sposobem wedlug wynalazku, stosuje sie mieszanki o nastepujacych recepturach, wyrazonych w czesciach wagowych.Skladnik Polimer kauczuk naturalny kauczuk butadionowo- -styrenowy Tlenek cynku Siarka Kwas stearynowy Altax — przyspieszacz (firmy R.T Vanderbilt Company) na bazie dwusiarczku merkapto- benzotiazylu N-IIIrzed. butylo- -2-benzotiazolo- fenamid Sadza Receptura mieszanki z kauczuku natural¬ nego 100 5 2,5 3 0,6 — 50 Receptura mieszanki z kauczuku ' syntetycz- 1 nego 100 3,0 1,75 1,0 — 1,0 50 | I Wlasciwosci fizyczne * Przyklad nr Z kauczukiem natural- 1 nym 1 Modul 300%, kg/cm2 15 minut Modul 300%, kg/cm2 30 minut Wytrzymalosc na rozciaganie. kg/cm2 30 minut Z kauczukiem butadie- nowo-styrenowym Skurcz po wytla¬ czaniu, % Modul 300%, kg/cm2, 35 minut Modul 300%, kg/cm2, 50 minut Wydluzenie, %, , 50 minut Wytrzymalosc na roz- | ciaganie, kg/cm2 I + 10,5 + 2,8 -44,1 90,4 -35 -28 -20 -87,5 1 n 1 +3,5 -2,8 -35 91,2 -35,7 -35 + 10 -84 | * Wszystkie wlasciwosci podano w porównaniu fla z wlasciwosciami uzyskanymi dla sadzy IRB No 4 (Industry Reference Black No 4).W pozostalych przykladach postepowano jak w przykladach I i II, a odstepstwa od tego sposobu w przedstawiono w tablicy IV.13 108 321 Tablica III 14 Przyklad nr Pierwotna ilosc powietrza, mygodzine Pierwotna ilosc gazu ziemnego m3/godzme v Pierwotne spalanie, stosunek równowaz¬ nikowy Ilosc surowca l/godzine Cisnienie przy wprowadzaniu surowca, kg/cm2 Wielkosc otwor.u, mm Dodatkowa ilosc powietrza m3/godzine I Dodatkowa ilosc wprowadzanego gazu ziemnego m3/godzine Spalanie wtórne, stosunek równowaz¬ nikowy Dodatkowa czesc utleniacza, °/o Calkowite spalanie, stosunek równowaz¬ nikowy Odleglosc miejsca chlodzenia reakcji woda od miejsca wtrysku, m III 2123,78 160,56 0,71 575,37 11,15 1,40 — — .. — — 3,89 10,67 IV 1486,64 1,11,85 0,71 565,15 12,55 1,19 637,13 33,41 0,71 30 3,85 10,67 V 2123,78 112,42 0,80 584,58 11,15 1,40 — — : 3,73 10,67 VI 1699,02 89,43 0,50 599,97 9,26 1,32 424,76 32 0,71 20 3,83 10,67 ¦ ¦; .Viii 1486,64 v:| 78,15 • 0,50 560,99 8 : 1,32 637,13 47,86 0,71 30 3,63 j 10,67 | T a b 1 i c a IV Wlasciwosci sadzy otrzymanych w przykladach III — VII oznaczone analitycznie i wlasciwosci fizyczne mieszanek kauczukowych zawierajacych ;te sadze * Przyklad nr Liczba jodowa Powierzchnia wlasciwa oznaczona meto¬ da adsorpcji jodu, m2/g Moc barwienia, % Absorpcja ftalanu dwubutylu przez sadze w postaci granulowanej, cm3/100 g W mieszankach z kauczuku naturalnego Modul 300%, kg/cm2 15 minut Modul 300%, kg/cm2 30 minut Wytrzymalosc na rozciaganie kg/cm2, 30 minut W mieszankach z kauczuku butadieno- -styrenowego Skurcz po wytlaczaniu, % Modul 300%, kg/cm2 35 minut Modul 300%, kg/cm2 50 minut Wydluzenie % 50 minut Wytrzymalosc na rozciaganie 50 minut 1 1 m 32 25,8 96 144 + 5,95 -5,25 -56 88,6 -42,7 -32,2 -5 -102,2 IV 39 30 115 36 -14 -27,3 -42 97,4 -70,7 — 66,5 + 140 -77,7 1 V 34 24,2 98 114 +2,8 -7 -45,5 92,0 -52,5 -46,9 + 20 -101,5 1 VI 39 27,9 122 90 -7,7 -11,9 -21,7 96,6 -51,1 -51,1 + 80 -64.4 1 VI1 1 38 29,5 119 86 -10,5 -16,8 -28,7 97,1 -58,8 -57,4 + 60 -91,7 1 * Wszystkie wlasciwosci podano w porównaniu do wlasciwosci uzyskanych dla sadzy IRB No 4.Wlasciwosci otrzymanych sadzy oznaczone anali¬ tycznie oraz ocene wlasciwosci fizycznych zawie¬ rajacych je mieszanek z kauczuku naturalnego i syntetycznego podano w tablicy IV.Porównano przyklad I z przykladem II, przyklad III z przykladem IV, a przyklad V z przykladem VI i VII w celu jak najdokladniejszego okresle¬ nia zalet sposobu wedlug wynalazku. Najbardziej interesujaca cecha sposobu wedlug wynalazku jest to, ze prowadzenie procesu wytwarzania sadzy tym sposobem umozliwia obnizenie struktury sadzy bez zwiekszania wielkosci jej czastek. Rzeczywiscie, 55 69 jesli w sposobie wedlug wynalazku wTystepuje ja¬ kakolwiek tendencja zmiany rozmiarów czastek wytwarzanej sadzy, to jest to tendencja zmniejsza¬ nia tych rozmiarów. Odzwierciedlaja to wlasciwo¬ sci wytworzonej sadzy oznaczone analitycznie w porównaniu z wlasciwosciami sadzy wytworzonej podobnie, lecz nie wedlug wynalazku.Z przedstawionych danych wynika, ze przy za¬ chowaniu wszystkich pozostalych warunków pro¬ cesu wprowadzania pewnej czesci calkowitej ilosci utleniacza potrzebnego do wytworzenia zadanej sadzy sposobem wedlug wynalazku ponizej punk-108 321 15 tu wtrysku surowca, w stosunku, do kierunku przeplywu, powoduje wytwarzanie sadzy o takich samych lub mniejszych wielkosciach czastek.Przedstawione jest to wzrostem zespolu takich wlasciwosci jak powierzchnia wlasciwa oznaczona metoda adsorpcji jodu, moc 'barwienia i liczba jodowa. Obnizenie struktury przejawia sie nie tylko znacznym obnizeniem poziomu adsorpcji Italanu dwubutylu, lecz równiez zwiekszeniem skurczu po wytloczeniu mieszanek z kauczuku bu- tetdienowo-styrenowgeo, zawierajacych sadze wy¬ twarzane sposobem wedlug wynalazku. Na ogól, sposobem wedlug wynalazku wytwarza siie sadze, iktóre zarówno w mieszankach z kauczuku natu¬ ralnego jak i z kauczuku syntetycznego powoduja obnizenie modulu i zwiekszenie wytrzymalosci na rozciaganie.Ponadto, sposób wedlug wynalazku zmniejsza do minimum wade, wszystkich sadz pólwzmacniaja¬ cych, wytwarzanych na skale przemyslowa znany¬ mi sposobami, a mianowicie obecnosc w nich ku¬ leczek koksu. Inna zaleta sposobu wedlug wyna¬ lazku jest zwiekszenie wydajnosci procesu w prze¬ liczeniu na wegiel z 6 do 12%, w porównaniu zc znanymi sposobami wytwarzania sadzy pólwzmac- niajacych.Przyklad VIII. Przyklad ten przedstawia szczególnie korzystna postac sposoby wedlug wy¬ nalazku. W tym przypadku utleniacz, który sta¬ nowi powietrze wprowadza sie ponizej punktu wtrysku surowca, biorac pod uwage kierunek przeplywu, w postaci niezmienionej, a nie po wstepnym przereagowaniu z paliwem z utworze¬ niem gazów spalinowych. Zachowujac korzysci, zwiazane z uzyciem utleniacza w postaci gazów spalinowych, przedstawionych w poprzednich przy¬ kladach, zastosowanie w procesie samego utlenia¬ cza jest nie tylko prostsze technicznie, lecz rów¬ niez bardziej ekonomiczne. W przykladzie tym sto¬ suje sie inne surowce weglowodorowe, a mianowi¬ cie smole pochodzaca z procesu wytwarzania etyle¬ nu, znana jako pozostalosci denne po krakowaniu para w procesie Imperial. Smola etylenowa stano¬ wi paliwo o zawartosci wegla 91,2% wagowych, zawartosci wodoru 7,28% wagowych, zawartosci siarki 1,2% wagowych i stosunku ilosci wodoru do wegla 0,95, wspólczynniku korekcji 134, gestosci w stopniach API wedlug ASTM D-287 -2,6, ciezarze wlasciwym oznaczanym wedlug ASTM D-287 wy¬ noszacym 1,11, lepkosci wedlug ASTM D-88 w tem¬ peraturze 54,4°C ponad 1000 Sekund Uniwersal¬ nych Seibolta i lepkosci w temperaturze 98,9°C wynoszacej 106 Sekund Uniwersalnych Seibolta oraz zawartosci asfaltenów 19,5%.Postepuje sie jak w przykladzie I, wprowadza¬ jac do strefy pierwotnego spalania powietrze ogrzane wstepnie do temperatury 287,8°C w ilosci 7444,54 m*/godzine oraz gaz ziemny w ilosci 407,76 m^/godzine* wytwarzajac pozadany plomien spalania w pierwszym etapie o stosunku równo¬ waznikowym 0,52 (luib spalaniu pierwotnym 191%).Nastepnie wprowadza sie smole pochodzaca z pro¬ cesu wytwarzania etylenu stanowiaca surowiec do otrzymywania sadzy, w ilosci 3130,41 l/godzine i pod cisnieniem 13,25 kg/cm2. Surowiec ten wpro- 16 wadza sie przez szesc otworów, z których cztery maja srednice 2,57 mm, a dwa pozostale — 2,26 mm. W punkcie lezacym w kierunku przeplywu po¬ nizej miejsca wtrysku surowca do strefy reakcji 5 wprowadza sie stycznie powietrze ogrzane wstep¬ nie dó temperatury 287,8°C w ilosci 1645,22 m8/ /godzine, co stanowi 18,1% calkowitej ilosci powie¬ trza koniecznej do wytworzenia pozadanej sadzy.Przy calkowitym spalaniu odpowiadajacym stosun- 10 kowi równowaznikowemu 4,44 (lub spalaniu 22,5%) dodaje sie chlorek potasu i reakcje chlodzi sie woda w miejscu odleglym o 13,11 m w kierunku przeplywu do miejsca wtrysku. W procesie tym powstaje z dobra wydajnoscia sadza o liczbie jo-. 15 dowej 35, powierzchni wlasciwej oznaczonej me¬ toda adsorpcji jodu 28 m2/g, mocy barwienia 121% i adsorpcji ftalanu dwubutylu (przez sadze w postaci granulowahej) 91 cm8/100 g.W procesie prowadzonym jak opisano w tym 20 przykladzie lecz bez dodatkowego wprowadzania powietrza za punktem wtrysku surowca w stosun¬ ku do kierunku przeplywu, powstaje sadza w za¬ sadzie o takiej samej wielkosci czastek lecz o zna- . cznie wyzszej strukturze. Ponadto otrzymujac sa- 25 dze o wysokiej strukturze, jesli usiluje sie obnizyc strukture przez dodanie chlorku potasu do daja¬ cego sie przyjac poziomu, konieczna jest tak duza ilosc chlorku potasu, ze zwiekszylaby ona moc bar¬ wienia do nieakceptowalnego poziomu. 30 W podobny sposób w sposobie wedlug wynalaz¬ ku mozna z powodzeniem wykorzystywac inne utleniacze, takie jak tlen lub powietrze wzboga¬ cone w tlen. 35 Zastrzezenia patentowe 1. Sposób wytwarzania sadzy piecowej o obni¬ zonej strukturze wyrazajacej sie zmniejszona war¬ toscia absorpcji ftalanu dwubutylu i podwyzszona 40 wartoscia skurczu przy wytlaczaniu mieszanek kau¬ czukowych zawierajacych te sadze, w procesie kil¬ kustopniowym, w którym material weglowodoro¬ wy w postaci zbieznej wiazki strumieni wtryskuje sie w kierunku poprzecznym, do strumienia gazu 45 spalinowego o kolistym przekroju, w szybkosci liniowej i temperaturze odpowiednio wysokich na to, by! przemienic material weglowodorowy w sa¬ dze, pod cisnieniem zapewniajacym penetracje do¬ statecznie gleboka dla przejawienia sie wlasciwe- 50 go dzialania scinajacego i dobrego przemieszania, w warunkach ograniczajacych przebieg reakcji do wytworzenia i wytracenia sadzy, znamienny tym, ze w pierwszej strefie doprowadza sie do kon¬ taktu paliwa ze srodkiem utleniajacym, przy sto- 55 sunku równowaznikowym obu skladników w za¬ kresie 1,25—Q,33, uzyskujac strumien gazów spa¬ linowych, który w znany sposób, przy wysokiej szyibkosci liniowej, kontaktuje sie w drugiej stre¬ fie z materialem weglowodorowym, a wytworzona w gazowa mieszanine reakcyjna wprowadza do trze¬ ciej strefy, mianowicie strefy reakcji, do której doprowadza sie srodek utleniajacy w ilosci okolo 5-^15% wymaganej do wytworzenia zadanej sadzy, lacznie z weglowodorami, w ilosci odpowiedniej do P5 uzyskania stosunku równowaznikowego obu sklad-108321 17 ników w zakresie 1,25—0, przy czym sumaryczne spalanie w procesie odpowiada stosunkowi równo¬ waznikowemu w zakresie od co najmniej 6,67 do okolo 2,50. 2. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze spalanie w pierwszym etapie prowadzi sie tak, ze pierwotny strumien gazów spalinowych charakte¬ ryzuje sie stosunkiem równowaznikowym okolo 0,83—0,46. 3. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze utleniacz doprowadzany za miejscem wtrysku su¬ rowca w kierunku przeplywu wprowadza sie pod nieobecnosc weglowodoru tak, ze stosunek równo¬ waznikowy wynosi 0. 4. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze utleniacz i weglowodór wprowadza sie za miejscem wtrysku surowca w kierunku przeplywu w takiej ilosci, aby stosunek równowaznikowy wynosil oko¬ lo 0,46—0. 5. Sposób wedlug zastrz. 1, znamiennym tym, ze w procesie prowadzi sie calkowite spalanie wyra- 18 zone stosunkiem równowaznikowym wynoszacym okolo 6,67—2,50. 6. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze w procesie prowadzi sie calkowite spalanie wyra- 5 zone stosunkiem równowaznikowym wynoszacym okolo 5,00—3,33. 7. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze utrzymuje sie stosunek równowaznikowy w gazach spalinowych w pierwszym etapie w zasadzie taki 10 sam jak stosunek równowaznikowy w gazach spa¬ linowych wprowadzanych za miejscem wtrysku surowca w kierunku przeplywu. 8. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze jako utleniacz stosuje sie powietrze. 15 9. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze gazy spalinowe wprowadza sie stycznie za punktem wtrysku surowca w kierunku przeplywu. 10. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze jako paliwo uzywane do wytwarzania gazów spa- 20 linowych w pierwszym etapie stosuje sie ciekly weglowodór. PL