RO113148B1 - Method for controlling carbon black granulation and structure - Google Patents
Method for controlling carbon black granulation and structure Download PDFInfo
- Publication number
- RO113148B1 RO113148B1 RO144735A RO14473590A RO113148B1 RO 113148 B1 RO113148 B1 RO 113148B1 RO 144735 A RO144735 A RO 144735A RO 14473590 A RO14473590 A RO 14473590A RO 113148 B1 RO113148 B1 RO 113148B1
- Authority
- RO
- Romania
- Prior art keywords
- effluent
- carbon black
- temperature
- black
- pyrolysis
- Prior art date
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09C—TREATMENT 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
- C09C1/00—Treatment of specific inorganic materials other than fibrous fillers; Preparation of carbon black
- C09C1/44—Carbon
- C09C1/48—Carbon black
- C09C1/56—Treatment of carbon black ; Purification
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09C—TREATMENT 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
- C09C1/00—Treatment of specific inorganic materials other than fibrous fillers; Preparation of carbon black
- C09C1/44—Carbon
- C09C1/48—Carbon black
- C09C1/50—Furnace black ; Preparation thereof
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Pigments, Carbon Blacks, Or Wood Stains (AREA)
- Carbon And Carbon Compounds (AREA)
- Processing Of Solid Wastes (AREA)
- Telephone Function (AREA)
- Confectionery (AREA)
- Beans For Foods Or Fodder (AREA)
Description
Invenția de față se referă la o metodă pentru controlul granulației și structurii negrului de fum, care se produce într-un reactor corespunzător, prin piroliza unei hidrocarburi, cu gaze de combustie fierbinți, rezultând produși de combustie, ce conțin negru de fum sub formă de particule.The present invention relates to a method for controlling the granulation and structure of carbon black, which is produced in a suitable reactor, by pyrolysis of a hydrocarbon, with hot flue gases, resulting in combustion products containing carbon black as particles.
Sunt cunoscute procedee de obținere a negrului de fum, conform cărora (US 3401020, 2785964), un combustibil, ales de preferință dintre hidrocarburi și un oxidant, de prefrință aer, sunt injectate într-o primă zonă a reactorului, pentru a reacționa și a forma gaze de combustie fierbinți. în prima zonă menționată, se alimentează de asemenea o hidrocarbură sub formă gazoasă sau lichidă și se începe piroliza acesteia. Piroliza menționată se referă la descompunerea respectivei hidrocarburi. Amestecul de gaze de combustie rezultat, în care se realizează piroliza trece apoi întro zonă de reacție unde se definitivează reacția de formare a negrului de fum.Processes for producing the carbon black are known, according to which (US 3401020, 2785964), a fuel, preferably chosen from hydrocarbons and an air-preferential oxidant, is injected into a first area of the reactor, to react and to react. form hot flue gases. In the first zone mentioned, a hydrocarbon is also fed in a gaseous or liquid form and its pyrolysis begins. Said pyrolysis refers to the breakdown of said hydrocarbon. The resulting combustion gas mixture, in which pyrolysis is carried out, then passes into a reaction zone where the formation of the carbon black is completed.
Conform unui alt procedeu cunoscut, într-un reactor corespunzător un combustibil lichid sau gazos reacționează cu un oxidant, de preferință aer, în prima zonă, pentru a se forma gaze de combustie fierbinți. Aceste gaze de combustie fierbinți, circulă în flux descendent în reactor, într-o zonă de reacție și dincolo de acestea. Pentru producerea negrului de fum, într-unul sau mai multe puncte pe traseul fluxului de gaze fierbinți, de combustie, se injectează o hidrocarbură, sub formă lichidă, gazoasă sau vapori, care poate să fie aceiaș sau diferită de combustibilul utilizat, pentru formarea fluxului de gaz de combustie, prima zonă (sau zonă de combustie) și zona de reacție, sunt despărțite printr-o gâtuitură sau o zonă cu diametru redus, mai mică în secțiune transversală, decât respectivele zone de combustie sau de reacție. Hidrocarbura ce se alimentează poate fi injectată pe traseul fluxului gazelor de combustie, după și/sau în zona cu diametrul redus. Reactoare pentru producerea negrului de fum, de acest tip, sunt descrise în brevetul US (republicat)According to another known process, in a suitable reactor a liquid or gaseous fuel reacts with an oxidant, preferably air, in the first zone, to form hot flue gases. These hot flue gases circulate downstream into the reactor, into a reaction zone and beyond. In order to produce the carbon black, at one or more points along the route of the flue gas, combustion, a hydrocarbon is injected, in liquid, gaseous or vapor form, which may be the same or different from the fuel used, to form the flow. of combustion gas, the first zone (or combustion zone) and the reaction zone, are separated by a neck or a smaller diameter zone, smaller in cross-section, than the respective combustion or reaction zones. The hydrocarbon being fed can be injected into the combustion gas flow path, after and / or in the small diameter area. Reactors for the production of carbon black, of this type, are described in US patent (republished)
28974 și US 3922335.28974 and US 3922335.
Atât în cazul procedeelor și reactoarelor prezentate mai sus, cât și în cazul altor procedee și tipuri de reactoare cunoscute, pentru producerea negrului de fum, gazele de combustie fierbinți sunt menținute la o temperatură suficient de ridicată, pentru a realiza piroliza hidrocarburii, injectate în fluxul gazului de combustie. în reactorul descris în brevetul US 3401020, la care s-a făcut mențiune mai sus, hidrocarbura se injectează într-unul sau mai multe puncte în aceeași zonă în care se formează gazele de combustie. în cazul altor tipuri de procedee și reactoare, injectarea hidrocarburii se realizează în unul sau mai multe puncte, după ce s-a format fluxul de gaz de combustie. în oricare tip de reactor, ținând cont că fluxul de gaz de combustie circulă continuu, în direcție descendentă, piroliza se realizează continuu, pe măsură ce amestecul hidrocarbură injectată-gaze de combustie trece prin zona de reacție. Amestecul constituit din hidrocarbura alimentată și din gaze de combustie, în care se realizează piroliza, este definit în cele ce vor urma, prin noțiunea de efluent”. Durata de staționare a efluentului în zona de reacție a reactorului, trebuie să fie suficientă, în condițiile date, pentru formarea negrului de fum. Prin durată de staționare sau “timp de rezidență” se înțelege durata din momentul contactului inițial între gazele de combustie fierbinți și materialul hidrocarbonic (hidrocarbura] alimentat prin injectare. După ce se formează negrul de fum cu caracteristicile dorite, temperatura efluentului este redusă, pentru oprirea pirolizei. Această reducere a temperaturii se poate realiza prin orice tehnică cunoscută, cum este injectarea unui lichid de răcire sau introducerea unui răcitor în efluent. După cum s-a menționat mai sus, piroliza se oprește, în momentul în care, în reactor s-a obținut negru de fum cu caracteristicile dorite. Pentru a determina momentul în care piroliza trebuie oprită, există posibilitatea preluării unei probe de efluent și determinarea nivelului de decolorare aIn the case of the processes and reactors presented above, as well as in the other known processes and types of reactors, for the production of carbon black, the hot flue gases are maintained at a sufficiently high temperature to perform the hydrolysis pyrolysis, injected into the stream. of combustion gas. In the reactor described in US 3401020, mentioned above, the hydrocarbon is injected at one or more points in the same area where the flue gas is formed. In the case of other types of processes and reactors, the injection of the hydrocarbon is carried out at one or more points, after the combustion gas flow has formed. In any type of reactor, considering that the flue gas stream flows continuously, downstream, the pyrolysis is carried out continuously, as the injected hydrocarbon-gas mixture passes through the reaction zone. The mixture of hydrocarbon fuel and flue gas, in which pyrolysis is carried out, is defined in the following, by the notion of effluent ”. The residence time of the effluent in the reaction area of the reactor must be sufficient, under the given conditions, for the formation of the carbon black. By residence time or "residence time" is understood to be the time from the initial contact between the hot flue gases and the hydrocarbon material (hydrocarbon) injected. After the black of the smoke with the desired characteristics is formed, the effluent temperature is reduced, to stop it. This reduction in temperature can be achieved by any known technique, such as injecting a coolant or introducing a coolant into the effluent. As noted above, pyrolysis stops when the black has been obtained in the reactor. smoke with the desired characteristics To determine when pyrolysis should be stopped, it is possible to take an effluent sample and determine the level of discoloration of
RO 113148 Bl toluenului, (conform ASTM 1618-93). Răcitorul, de regulă, este amplasat în punctul unde nivelul de extract de toluen atinge un nivel acceptabil pentru realizarea în respectivul reactor a negrului de fum de calitate dorită. După ce piroliza este oprită, efluentul este trecut printr-un sistem de filere cu saci, pentru separarea și colectarea negrului de fum.RO 113148 Toluene bl, (according to ASTM 1618-93). The cooler, as a rule, is located at the point where the toluene extract level reaches an acceptable level for making the desired quality carbon black in the reactor. After the pyrolysis is stopped, the effluent is passed through a system of filler bags, to separate and collect the black from the smoke.
De regulă, se utilizează un singur răcitor. Totuși în brevetul US 3401020, este descrisă folosirea a două răcitoare pentru controlul anumitor proprietăți ale negrului de fum. Respectivul brevet se referă la controlul proprietăților, prin tratament termic, respectivele proprietăți determinând nivelul modulului negrului de fum. Modulul negrului de fum, se refră la perfoemanța sa în produsele de cauciuc. Tratamentul termic menționat, se realizează prin reglarea debitelor de apă, în două răcitoare cu pulverizare de apă, montate în serie în fluxul de efluent a unui reactor pentru obținerea negrului de fum. în articolul intitulat “Efectul tratamentului termic asupra determinării proprietăților negrului de fum”, autorii Scheffer și Smith, publicat în Industrial and Engineering chemistry, voi. 47, nr. 6, iunie 1955, pag. 1296, este precizat faptul că aplicarea tratamentului termic, va conferi anumite proprietăți negrului de fum. De menționat însă, că schimbarea proprietăților de modul ale negrului de fum, este efectul unei schimbări în caracteristicile chimice superficiale ale negrului de fum. De aceea, poziționând răcitoarele, așa cum este specificat în brevetul US 3401020, pentru a supune fluxul de gaz de combustie la condiții diferențiate de temperatură, sunt influențate proprietățile de modul ale negrului de fum, în aparență prin modificarea caracteristicilor chimice superficiale ale negrului de fum, și într-o mai mică măsură este influențată, morfologia negrului de fum, într-un mod plauzibil. Astfel în brevetul menționat, se face precizarea, că ambele răcitoare sunt amplasate într-o poziție în zona de reacție, în care s-a realizat deja, într-o măsură semnificativă, piroliza materialului hidrocarbonic, alimentat prin injectare. Astfel, se poate considera că în cadrul procedeului descris în brevetul US 3401020, timpul în care efluentul ajunge la primul răcitor, este determinant pentru proprietatea negrului de fum de absorbție superficială a bromurii de cetiltrimetilamoniu (în continuare CTAB), nuanța negrului de fum, pentru valoarea indicelui de absorbție a dibutilftalatului (în continuare DBP) și pentru diametrul Stokes al negrului de fum. Ca urmare, modificarea proprietăților de modul ale negrului de fum, în cadrul procedeului descris în brevetul US 3401020, nu conduce la o modificare a proprietăților morfologice ale negrului de fum. De asemenea, în cadrul procedeului descris nu se acordă nici o semnificație poziției primului răcitor față de punctul de injectare a materialului hidrocarbonic sau “timpului de rezidență” și nu sunt descrise posibilitățile sau mijloacele de selectare a poziției acestui prim răcitor.Usually, only one cooler is used. However, in US patent 3401020, the use of two coolers for controlling certain properties of the carbon black is described. The respective patent refers to the control of the properties, by heat treatment, the respective properties determining the level of the black smoke module. The black smoke module refers to its performance in rubber products. The mentioned heat treatment is carried out by regulating the flow of water, in two water spray chillers, mounted in series in the effluent flow of a reactor to obtain the carbon black. In the article entitled "The effect of heat treatment on the determination of the properties of black carbon", authors Scheffer and Smith, published in Industrial and Engineering chemistry, vol. 47, no. 6, June 1955, page 1296, it is specified that the application of the heat treatment, will confer certain properties to the smoke black. It should be mentioned, however, that the change of the properties of the mode of the carbon black is the effect of a change in the superficial chemical characteristics of the carbon black. Therefore, by positioning the chillers, as specified in US Pat. No. 3401020, to subject the combustion gas flow to different temperature conditions, the modulus properties of the carbon black are influenced, apparently by changing the surface chemical characteristics of the carbon black. , and to a lesser extent is influenced, the morphology of the black of smoke, in a plausible way. Thus, in the mentioned patent, it is specified that both coolers are located in a position in the reaction zone, where the pyrolysis of the hydrocarbon material, fueled by injection, has already been carried out to a significant extent. Thus, it can be considered that within the process described in US 3401020, the time when the effluent reaches the first cooler, is determinant for the property of the carbon black of superficial absorption of the cetyltrimethylammonium bromide (hereinafter CTAB), the color of the carbon black, for the value of the absorption index of dibutylphthalate (hereinafter DBP) and for the Stokes diameter of the carbon black. As a result, the modification of the properties of the smoke black module, in the process described in US patent 3401020, does not lead to a change of the morphological properties of the black smoke. Also, in the process described, no significance is given to the position of the first cooler relative to the injection point of the hydrocarbon material or the "residence time" and the possibilities or means of selecting the position of this first cooler are not described.
în brevetul US 4230670, se sugerează, de asemenea, folosirea a două răcitoare, pentru oprirea pirolizei. Cele două răcitoare sunt amplasate la o distanță semnificativă de punctul unde un singur răcitor ar putea să fie localizat. Scopul folosirii celor două răcitoare, este de a asigura într-o mai mare măsură, lichid de răcire în zona de reacție, pentru a se opri cu mai multă eficiență piroliza. Totuși, prin timpul în care efluentul atinge răcitoare, se definesc caracteristicile CTAB, de nuanță, DSP și diametrul Stokes ale negrului de fum ce se obține.In US Pat. No. 4,306,670, it is also suggested that two coolers be used to stop pyrolysis. The two chillers are located at a significant distance from the point where a single chiller could be located. The purpose of using the two coolers is to provide a greater degree of cooling liquid in the reaction zone to stop the pyrolysis more efficiently. However, by the time the effluent reaches cooling, the characteristics of the CTAB, hue, DSP and Stokes diameter of the black of the smoke that is obtained are defined.
în brevetele US 4265870 și 4316876, se sugerează folosirea unui al doilea răcitor, amplasat în aval de primul răcitor, pentru a preveni deterioararea sistemului filtrant. în ambele brevete, primul răcitor oprește complet piroliza și este amplasat într-o poziție, în general cunoscută, iar prin timpul în care efluentul ajunge la primul răcitor sunt definite caracteristicile CTAB, de nuanță, DSP și diametrul Stokes ale negrului de fum. Al doilea răcitor reduce în continuare temperatura fluxului de gaz de combustie, pentru protejarea unității filtrante.In US Patents 4265870 and 4316876, it is suggested to use a second cooler, located downstream of the first cooler, to prevent deterioration of the filter system. In both patents, the first chiller completely stops the pyrolysis and is located in a generally known position, and by the time the effluent reaches the first chiller the characteristics of CTAB, hue, DSP and Stokes diameter of the carbon black are defined. The second cooler further reduces the temperature of the flue gas stream to protect the filter unit.
RO 113148 BlRO 113148 Bl
Brevetul US 4358289 se referă, de asemenea, la preîntâmpinarea deteriorării sistemului de filtrare, prin utilizarea unui schimbător de căldură, amplasat după răcitor. în acest brevet, răcitorul oprește de asemenea complet piroliză și este amplasat într-o poziție în general cunoscută în stadiul tehnicii. în acest brevet de asemenea timpul în care efluentul ajunge la primul răcitor, este determinant pentru caracteristicile CTAB, de nuanță, DSP și diametrul Stokes ale negrului de fum.US Patent No. 4,858,289 also refers to the prevention of deterioration of the filtration system by the use of a heat exchanger, located after the coolant. In this patent, the cooler also stops completely pyrolysis and is located in a position generally known in the art. In this patent also the time when the effluent reaches the first cooler, is determinant for the characteristics of CTAB, hue, DSP and Stokes diameter of the carbon black.
Brevetul US 3615211 se referă la o metodă de îmbunătățire a uniformității negrului de fum, cât și de prelungire a duratei de funcționare a reactorului. Pentru acesta se sugerează folosirea unei multitudini de răcitoare amplasate în zona de reacție pentru menținerea unei temperaturi practic constante în această zonă. O anumită cantitate de fluid de răcire se injectează în răcitorul plasat amonte în reactor, la distanța cea mai mare, această cantitate de fluid injectat, mărinduseîn fiecare răcitor amplasat în continuare în aval. Răcitorul plasat cel mai departe în aval oprește piroliză. Prin menținerea unei temperaturi constante în zona de reacție, se asigură uniformitatea negrului de fum rezultat.US Patent No. 3615211 relates to a method of improving the uniformity of the black carbon, as well as extending the operating life of the reactor. For this it is suggested to use a multitude of coolers located in the reaction zone to maintain a practically constant temperature in this area. A certain amount of cooling fluid is injected into the cooler placed upstream in the reactor, at the greatest distance, this amount of injected fluid, having increased in each cooler further downstream. The cooler placed further downstream stops pyrolysis. By maintaining a constant temperature in the reaction zone, the uniformity of the resulting carbon black is ensured.
Este totuși, în general, de dorit să existe posibilitatea de a regla morfologia negrului de fum, astfel încât să poată fi produs un negru de fum bine adaptat unei anumite utilizări finale.However, in general, it is desirable to be able to adjust the morphology of the carbon black so that a carbon black can be produced well suited to a particular end use.
Este, de asemenea, de dorit mărirea granulației și a structurii agregatului pentru o arie dată de suprafață, reprezentate de un DBP mărit, o nuanță atenuată și un diametru Stokes mărit, caracteristici care asigură realizarea unui negru de fum mai bine adaptat unor utilizări finale prestabilite.It is also desirable to increase the aggregation and structure of the aggregate for a given surface area, represented by an enlarged DBP, a toned hue and an increased Stokes diameter, characteristics that ensure the realization of a smoke black better suited to predetermined end uses. .
Problema pe care o rezolvă invenția de față constă în stabilirea condițiilor și definirea mijloacelor pentru reglarea dimensiunii și structurii agregatului negrului de fum.The problem solved by the present invention consists in establishing the conditions and defining the means for regulating the size and structure of the black carbon aggregate.
Metoda pentru controlul granulației și structurii negrului de fum, conform invenției, realizează controlul morfologiei negrului de fum, format în efluent, prin scăderea temperaturii efluentului, până la oprirea pirolizei materialului în efluent, într-un prim punct, situat în aval de punctul din aval cel mai îndepărtat de injectare a materialului, într-o perioadă de timp de maximum O.OO2 s.The method for controlling the granulation and structure of the carbon black, according to the invention, performs the control of the morphology of the carbon black, formed in the effluent, by decreasing the temperature of the effluent, until the pyrolysis of the material in the effluent is stopped, at a first point, located downstream from the downstream point. the farthest injection of the material, within a maximum period of time O.OO2 s.
Invenția de față prezintă următoarele avantaje:The present invention has the following advantages:
- se poate controla granulație și structura negrului de fum, rezultat din proces;- the granulation and structure of the black of smoke, resulting from the process, can be controlled;
- se poate produce negru de fum, având granulația și structura agregatului mărite, puse în evidență prin DBP mărit, nuanțe atenuate, și diametre Stokes mărite, pentru o arie dată a suprafeței.- Black smoke can be produced, with the increased aggregation and structure of the aggregate, highlighted by increased DBP, attenuated shades, and increased Stokes diameters, for a given area of the surface.
în cele ce urmează, invenția va fi expusă în detaliu, cu referire și la figură, care reprezintă o secțiune transversală printr-un reactor pentru producerea negrului de fum, și în care se ilustrează amplasarea primului și a celui de la doilea răcitor.In the following, the invention will be set forth in detail, with reference also to the figure, which represents a cross-section through a reactor for the production of carbon black, and illustrating the location of the first and second coolers.
Metoda conform invenției asigură posibilitatea controlului morfologiei negrului de fum produs în cadrul unui proces ce se desfășoară într-un furnal corespunzător, pentru negru de fum, prin scăderea temperaturii efluentului, fără oprirea pirolizei, de preferință până la circa 427°C [800°F], într-un timp de rezidență specificat de până la circa 0,002 s, în aval, de cel mai îndepărtat punct de aval al injectării materialului hidrocarbonic în gazele de combustie. Această scădere a temperaturii poate fi realizată prin amplasarea primului răcitor, la sau până la circa 122 cm în aval, de cel mai îndepărtat punct în aval de injectăre a materialului hidrocarbonic și prin injectarea lichidului de răcire.The method according to the invention ensures the possibility of controlling the morphology of the carbon black produced in a process that takes place in a suitable furnace, for the carbon black, by lowering the effluent temperature, without stopping the pyrolysis, preferably up to about 427 ° C [800 ° F ], at a specified residence time of up to about 0.002 s, downstream, from the farthest downstream point of the injection of the hydrocarbon material into the flue gases. This drop in temperature can be achieved by placing the first cooler, at or up to about 122 cm downstream, from the farthest downstream point of injection of the hydrocarbon material and by injecting the coolant.
Prin controlul asigurat de metoda conform invenției, se poate obține un negru de fum având caracteristici morfologice specifice, cum sunt o granulație mai mare a agregatului și structură îmbunătățită ce prezintă un DBP mai ridicat, o nuanță atenuată și diametrul Stokes mărit pentru o suprafață dată având CTAB mărit. Aceste proprietăți morfologice ale negrului de fum pot fi controlate, prin variația gradului înBy the control provided by the method according to the invention, a carbon black can be obtained having specific morphological characteristics, such as a larger aggregate granulation and improved structure having a higher DBP, a toned down and the increased Stokes diameter for a given surface. CTAB increased. These morphological properties of carbon black can be controlled by varying the degree in
RO 113148 Bl care temperatura efluentului este redusă și/sau prin variația timpului de rezidență, față de timpul injectării materialului hidrocarbonic în punctul cel mai îndepărtat în aval, până când temperatura efluentului este redusă.RO 113148 Bl which the effluent temperature is reduced and / or by the change of residence time, compared to the time of injection of the hydrocarbon material at the lowest point downstream, until the effluent temperature is reduced.
Mai detaliat, prezenta invenție se referă la o metodă pentru controlul granulației și structurii negrului de fum, produs într-un agregat corespunzător, prin scăderea temperaturii efluentului, (amestecul de gaze de combustie și material hidrocarbonic injectat, în care are loc piroliza) fără oprirea pirolizei, la un timp de rezidență cuprins între □,□ și 0,002 s, de preferință între 0,0 și 0,0015 se, în aval de cel mai îndepărtat punct de injectare a materialului hidrocarbonic. Temperatura efluentului este redusă, în intervalul “timpului de rezidență” specificat mai sus, de preferință până la 427°C (800°F) și optim între 10°C (50°F) și 427°C (800°F),In more detail, the present invention relates to a method for controlling the granulation and structure of the carbon black, produced in a suitable aggregate, by lowering the effluent temperature (mixing of flue gas and injected hydrocarbon material, in which pyrolysis takes place) without stopping pyrolysis, at a residence time between □, □ and 0.002 s, preferably between 0.0 and 0.0015 s, downstream of the farthest point of injection of the hydrocarbon material. The effluent temperature is reduced, within the "residence time" specified above, preferably up to 427 ° C (800 ° F) and optimally between 10 ° C (50 ° F) and 427 ° C (800 ° F),
Temperatura efluentului poate fi redusă cu ajutorul unui răcitor de preferință un răcitor care poate să injecteze lichid de răcire, în efluent, amplasat într-un astfel de punct al reactorului, încât efluentul să fie răcit în intervalul cuprins între 0,0 și circa 0,002 s și de preferință între 0,0 și 0,0015 s, în aval de cel mai îndepărtat punct în aval de injectare a materialului hidrocarbonic. în mod tipic, pentru ca efluentul să fie răcit în timpul de rezidență menționat mai sus, răcitorul trebuie amplasat la sau până la circa 122 cm în aval, de cel mai îndepărtat punct în aval de injectare a materialului hidrocarbonic. Răcitorul reduce temperatura efluentului de preferință de preferință până la 427°C și optim între 10°C și 427°C, dar nu oprește piroliza. Conform prezentei invenții, gradientul cu care temperatura efluentului este redusă și timpul de rezidență la care scăderea temperaturii efluentului are loc, pot fi variate independent sau simultan, pentru realizarea controlului granulației și structurii negrului de fum produs în respectivul reactor. într-un reactor ce folosește un răcitor și injectarea unui fluid de răcire, pentru scăderea temperaturii efluentului, în cadrul timpilor de rezidență specificați, această variație a gradientului de reducere a temperaturii efluentului, poate fi realizată prin variația corespunzătoare a poziției răcitorului. După obținerea negrului de fum cu proprietățile dorite, piroliza este oprită. Ca urmare, prezenta invenție permite producerea negrului de fum, având granulații și structuri, la o anumită arie a suprafeței, mai mari decât în cazul negrului de fum fabricat prin procedee similare, în care temperatura efluentului nu este redusă în timpul de rezidență specificat.The temperature of the effluent can be reduced by means of a cooler preferably a coolant that can inject coolant into the effluent, located at such a point in the reactor, so that the effluent is cooled in the range from 0.0 to about 0.002 s. and preferably between 0.0 and 0.0015 s, downstream of the farthest downstream point of injection of the hydrocarbon material. Typically, for the effluent to be cooled during the abovementioned residence time, the cooler must be located at or up to about 122 cm downstream, from the farthest downstream point of injection of the hydrocarbon material. The chiller preferably lowers the effluent temperature preferably to 427 ° C and optimally between 10 ° C and 427 ° C, but does not stop pyrolysis. According to the present invention, the gradient with which the effluent temperature is reduced and the residence time at which the effluent temperature drop occurs, can be varied independently or simultaneously, in order to control the granulation and structure of the black smoke produced in the respective reactor. In a reactor using a coolant and injecting a cooling fluid, to lower the effluent temperature, within the specified residence times, this variation of the effluent temperature reduction gradient can be achieved by the corresponding variation of the coolant position. After obtaining the carbon black with the desired properties, the pyrolysis is stopped. Accordingly, the present invention allows the production of carbon black, having granulations and structures, at a certain area of the surface, larger than in the case of carbon black manufactured by similar processes, in which the effluent temperature is not reduced during the specified residence time.
în continuare, se prezintă un exemplu concret de realizare a invenției.The following is a concrete example of embodiment of the invention.
Pe figură, este ilustrată o porțiune 10 a unui reactor pentru producerea negrului de fum, ce include o zonă de reacție 12 și o zonă cu diametrul redus 20. Zona de reacție 12 este echipată cu un prim răcitor 40 amplasat într-un punct 60 și respectiv cu un al doilea reactor 42 amplasat într-un punct 62, al respectivei zone de reacție de 12. Prin răcitoarele 40 și 42 se injectează jeturi de fluid de răcire 50. Fluidul de răcire injectat prin respectivele răcitoarele 40 și 42 poate fi același în ambele cazuri sau diferit. Direcția de curgere a fluxului de gaz de combustie fierbinte prin porțiunea de reactor 10 și respectiv prin zonele 12 și 20 este ilustrată de săgeata A. Lichidul de răcire poate să fie injectat de primul răcitor40 și de cel de al doilea răcitor 42, în contracurent sau de preferință în echicurent cu direcția fluxului gazului de combustie. Punctul 14 ilustrat pe figură este cel mai depărtat punct în aval al injectării materialului hidrocarbonic 30. Desigur poziția punctului (14), poate să varieze. Distanța de la punctul 14 menționat la punctul 50, în care este amplasat prin răcitor (40), este notată cu Lj, iar distanța dintre punctul 14 și punctul 62, în care este amplasat al doilea răcitor (42), este notată cu L2.The figure illustrates a portion 10 of a reactor for the production of carbon black, which includes a reaction zone 12 and a small diameter area 20. The reaction zone 12 is equipped with a first cooler 40 located at a point 60 and respectively with a second reactor 42 located at a point 62, of the respective reaction zone of 12. Cooling fluid jets 50 are injected through the coolers 40 and 42. The cooling fluid injected through the respective coolers 40 and 42 may be the same in both cases or different. The flow direction of the hot flue gas stream through the reactor portion 10 and through zones 12 and 20 respectively is illustrated by arrow A. The coolant may be injected by the first cooler40 and the second cooler 42, countercurrent or preferably in equilibrium with the direction of the combustion gas flow. Point 14 illustrated in the figure is the furthest point downstream of the injection of hydrocarbon material 30. Of course, the position of point (14) may vary. The distance from point 14 referred to point 50, where it is located through the cooler (40), is denoted by Lj, and the distance between point 14 and point 62, where the second cooler (42) is located, is denoted by L 2 .
în varianta prezentată, primul răcitor 40, este amplasat în zona de reacție (12), pentru a scădea temperatura efluentului (amestecul de gaze de combustie și mateIn the embodiment shown, the first cooler 40 is located in the reaction zone (12), to lower the effluent temperature (the mixture of flue gas and mate
RO 113148 Bl rial hidrocarbonic injectat, în care are loc piroliza], nu mai târziu de 0,002 s, și de preferință între 0,0 și 0,0015 s, timpul de rezidență de4 la cel mai îndepărtat punct în aval respectiv 14 de injectare a materialului hidrocarbonic. în mod tipic, pentru ca efluentul să fie răcit în timpul de rezidență specificat, primul răcitor 40 va fi amplasat la sau până la 122 cm de cel mai îndepărtat punct în aval 14, de injectare a materialului hidrocarbonic. Ca urmare, distanța L, poate să varieze între 0,0 și 122 cm. Lichidul de răcire este injectat prin primul răcitor 40, pentru a scădea temperatura efluentului de preferință cu un gradient de până la 427°C, și optim cuprins între 10°C și 427°C, cu condiția ca primul răcitor 40, să nu oprească piroliza.EN 113148 Injected hydrocarbon bleach, in which pyrolysis takes place], not later than 0.002 s, and preferably between 0.0 and 0.0015 s, the residence time of 4 at the furthest downstream point, respectively 14 of the injection of hydrocarbon material. Typically, for the effluent to be cooled during the specified residence time, the first cooler 40 will be located at or up to 122 cm from the furthest downstream point 14, for injection of the hydrocarbon material. As a result, the distance L can vary between 0.0 and 122 cm. The coolant is injected through the first cooler 40, to lower the effluent temperature preferably by a gradient of up to 427 ° C, and optimally between 10 ° C and 427 ° C, provided the first coolant 40 does not stop pyrolysis. .
în plus, în condițiile conform invenției, timpul de rezidență, de la cel mai îndepărtat punct în aval de injectare distanța L1, până ce temperatura efluentului se reduce, și gradientul cu care temperatura menționată se reduce, poate să fie variat, independent sau simultan cu variația timpului de rezidență, în cauză, pentru a se realiza controlul granulației și a structurii negrului de fum, produs în reactor. în varianta ilustrată pe figură, prin varierea distanței Ln se variază timpul de rezidență, de la timpul celei mai apropiate injectări în aval a materialului hidrocarbonic, la timpul la care temperatura efluentului se reduce. Prin Variația cantității fluidului de răcire injectat, se poate modifica gradientul de reducere a temperaturii efluentului.In addition, under the conditions of the invention, the residence time, from the farthest point downstream of the injection distance L 1 , until the effluent temperature is reduced, and the gradient by which said temperature is reduced, may be varied, independently or simultaneously. with the variation of the residence time, in question, in order to control the granulation and structure of the black smoke produced in the reactor. In the embodiment illustrated in the figure, by varying the distance L n , the residence time is varied, from the time of the nearest downstream injection of the hydrocarbon material, to the time at which the effluent temperature is reduced. By changing the quantity of the injected cooling fluid, the gradient of reducing the effluent temperature can be modified.
Așa cum s-a expus în paragraful precedent, în varianta ilustrată pe figură, în funcție de granulația și structura dorită,As shown in the preceding paragraph, in the variant illustrated in the figure, depending on the desired granulation and structure,
L, variază în mod tipic, între 0,0 și 122 cm. Fluidul de răcire injectat reduce temperatura efluentului de preferință cu un gradient de până la 427°C, și optim cuprins între 10°C și 427°C, cu condiția ca fluidul alimentat să nu întrerupă piroliza.L, typically varies between 0.0 and 122 cm. The injected cooling fluid preferably reduces the effluent temperature by a gradient of up to 427 ° C, and optimally between 10 ° C and 427 ° C, provided the fed fluid does not interrupt pyrolysis.
După ce s-a obținut negru de fum în cantitatea dorită, având caracteristicile impuse, piroliza este întreruptă cu ajutorul răcitorului 42. Punctul 62 este poziția în care în reactorul respectiv, s-a obținut negru de fum având caracteristicile dorite. Poziția punctului 62, poate să fie determinată în orice mod în sine cunoscut, pentru a determina poziția unui răcitor care oprește piroliza. O metodă posibilă pentru a determina poziția răcitorului care oprește piroliza, constă în a determina poziția în care se realizează un nivel acceptabil al extractului de toluen, pentru negrul de fum din reactor. Nivelul extractului de toluen se determină efectuând testul de decolorare a toluenului conform ASTM 1618-83. La va varia în funcție de poziția punctului 62.After the carbon black has been obtained in the desired quantity, having the required characteristics, the pyrolysis is stopped by means of the cooler 42. Point 62 is the position where in the respective reactor, the carbon black having the desired characteristics was obtained. The position of item 62 can be determined in any known manner in order to determine the position of a chiller which stops pyrolysis. One possible method to determine the position of the chiller that stops the pyrolysis is to determine the position where an acceptable level of toluene extract is achieved for the carbon black in the reactor. The level of toluene extract is determined by performing the toluene bleaching test according to ASTM 1618-83. L will vary according to the position of the point 62.
Pentru demonstrarea eficienței metodei conform invenției, s-au efectuat teste, în cadrul unui procedeu de fabricare a negrului de fum utilizând două răcitoare, variind timpul de rezidență, între timpul corespunzător celei mai îndepărtate injectări de material hidrocarbonic și timpul când are loc reducerea temperaturii efluentului și micșorând gradientul de reducere a temperaturii. Timpul de rezidență menționat se modifică prin varierea distanței L,. S-au testat două seturi de negru de fum. Variabilele de proces și rezultatele obținute, sunt prezentate în tabelul ce urmează. Setul I cuprinde testele 1, 2 și 3, iar setul II testele 4, 5 și 6.In order to demonstrate the efficiency of the method according to the invention, tests were carried out, in a process for the manufacture of carbon black using two coolers, varying the residence time, between the time corresponding to the most remote injection of hydrocarbon material and the time when the effluent temperature reduction occurs. and lowering the temperature reduction gradient. The residence time mentioned is changed by varying the distance L ,. Two sets of smoke black were tested. The process variables and the results obtained are presented in the following table. Set I includes tests 1, 2 and 3 and set II tests 4, 5 and 6.
RO 113148 BlRO 113148 Bl
RO 113148 BlRO 113148 Bl
Datele din tabelThe data in the table
SET I: Preîncălzire = 482°C; Gaz = 216 m3/h; Aer = 2400 m3/h; Aer: Gaz = 11:11; Combustie primară =123 %; Volumul zonei de combustie = 2,55 m3; Diametrul zonei de injecție = 10,67 cm; Lungimea zonei de injecție = 30,48 cm; Viteza gazului de combustie în zona de injecție = 625 m/sec; Petrol = 480 l/h; Presiunea de injecție a petrolului =16,1 kg/cm2; Tipul injectoarelor = 4; Diametrul injectoarelor de petrol = 0,11 cm; Diametrul zonei de reacție = 35 cm.SET I: Preheating = 482 ° C; Gas = 216 m 3 / h; Air = 2400 m 3 / h; Air: Gas = 11:11; Primary combustion = 123%; Volume of combustion area = 2.55 m 3 ; Injection zone diameter = 10.67 cm; Length of injection area = 30.48 cm; Speed of combustion gas in the injection area = 625 m / sec; Oil = 480 l / h; Oil injection pressure = 16.1 kg / cm 2 ; Injector type = 4; Diameter of oil injectors = 0.11 cm; Diameter of the reaction zone = 35 cm.
Materialul injectat (petrol], are următoarea compoziție: H:C=0,91; Hidrogen=6,89-7,00 % greutate; Carbon=91,1 % în greutate; Sulf=1,1 % în greutate; Gravitate API=5,0 la 15,6°C; BMCI (viscozitate-gravitate)=141.The injected material (petroleum) has the following composition: H: C = 0.91; Hydrogen = 6.89-7.00% by weight; Carbon = 91.1% by weight; Sulf = 1.1% by weight; API gravity = 5.0 at 15.6 ° C; BMCI (viscosity-gravity) = 141.
SET II: Preîncălzire = 593°C; Gaz = 225 m3/h; Aer = 2400 m3/h; Combustie primară =118%; Volumul zonei de combustie = 2,55 m3; Diametrul zonei de injecție = 10,67 cm; Lungimea zonei de injecție = 30,48 cm; Viteza gazului de combustie în zona de injecție = 719 m/sec; Țiței (debit] = 533 l/h; Presiunea de injecție a petrolului = 18,9 kg/cm2; Tipul injectoarelor de petrol = 4; Diametrul injectoarului de petrol = 0,11 cm; Diametrul zonei de reacție = 15,24 cm.SET II: Preheating = 593 ° C; Gas = 225 m 3 / h; Air = 2400 m 3 / h; Primary combustion = 118%; Volume of combustion area = 2.55 m 3 ; Injection zone diameter = 10.67 cm; Length of the injection area = 30.48 cm; Speed of combustion gas in the injection area = 719 m / sec; Oil (flow rate) = 533 l / h; Oil injection pressure = 18.9 kg / cm 2 ; Type of oil injectors = 4; Diameter of oil injector = 0.11 cm; Diameter of reaction area = 15.24 cm .
Lichidul injectat (petrol), are următoarea compoziție: raportulThe injected liquid (petroleum) has the following composition: the ratio
H:C=1,D6; Hidrogen=7,99 % greutate; Carbon=89,5-89,7 % greutate; Sulf=0,5 % în greutate; Gravitate API=5,0 la 15,6°C; BMCI (viscozitate-gravitate)=123.H: C = 1, D6; Hydrogen = 7.99% by weight; Carbon = 89.5-89.7% by weight; Sulfur = 0.5% by weight; API gravity = 5.0 at 15.6 ° C; BMCI (viscosity-gravity) = 123.
în ambele seturi (I și II) combustibilul fluid utilizat în reacția de combustie, este gazul natural, având un conținut de metan de 95,44 % si o putere calorifică deIn both sets (I and II) the fluid fuel used in the combustion reaction is natural gas, having a methane content of 95.44% and a calorific value of
8231,6 Kcal/m3.8231.6 Kcal / m 3 .
Parametrii procedeului ilustrați în tabelul 1, reprezintă variabile într-un anumit punct al reactorului, și sunt determinați într-un mod în sine cunoscut. Fiecare set de teste cu negru de fum, s-a realiza întrun reactor similar celui descris în brevetul US 3922335 [exemplul 1) cu excepțiile indicate în tabelul 1.The process parameters illustrated in Table 1 represent variables at a certain point in the reactor, and are determined in a known manner per se. Each smoke black test set was performed in a reactor similar to that described in US Pat. No. 3922335 (Example 1) with the exceptions indicated in Table 1.
în tabelul 1, L, reprezintă distanța de la cel mai îndepărtat punct de injecție în aval al materialului hidrocarbonic, la primul răcitor, temperatura înaintea primului răcitor, se referă la temperatura efluentului înaintea primului răcitor și temperatura după al doilea răcitor, se referă la temperatura efluentului după primului răcitor și respectiv la temperatura amestecului de material injectat și gaze de combustie, după cel de al doilea răcitor. Toate temperaturile referitoare la răcire, sunt calculate prin tehnicile termodinamice convenționale. Timpul de rezidență prezentat în tabel, se referă la intervalul de timp din momentul injectării materialului hidrocarbonic la punctul cel mai îndepărtat în aval înainte ca temperatura efluentului să înceapă să scadă. La se determină experimental, luând ca bază nivelul extractului de toluen (al negrului de fum testat). După fiecare testare, negrul de fum produs se colectează și se supune analizei pentru determinarea CTAB (absorbția superficială a bromurii de cetiltrimetilamoniu, cum s-a precizat și mai înainte), nuanța, Dst (diametru Stokesvaloarea medie), CDBP (indicele de absorbție a dibutilftalatului de negru de fum în cazul negrului de fum afânat) și decolorarea cu toluen. Rezultatele fiecărui test sunt înscrise în tabel.In Table 1, L, represents the distance from the farthest downstream injection point of the hydrocarbon material, to the first cooler, the temperature before the first cooler, refers to the effluent temperature before the first cooler and the temperature after the second cooler, refers to the temperature of the effluent after the first chiller and at the temperature of the mixture of injected material and combustion gases respectively, after the second chiller. All cooling temperatures are calculated using conventional thermodynamic techniques. The residence time presented in the table refers to the time interval from the time of injection of the hydrocarbon material to the point farthest downstream before the effluent temperature begins to decrease. L is determined experimentally, taking as a basis the toluene extract (test of carbon black). After each test, the carbon black produced is collected and subjected to analysis for the determination of CTAB (superficial absorption of cetyltrimethylammonium bromide, as specified above), hue, Dst (average Stokes diameter), CDBP (absorption index of dibutyl phthalate). smoke black in the case of loose smoke black) and bleaching with toluene. The results of each test are listed in the table.
CTAB se determină în condițiile ASTM D 3765-85. Nuanța negrului de fum se detrmină în condițiile procedurii din ASTM D 3765-85. DBPîn cazul negrului de fum afânat (pufos), se determină în condițiile ASTM D 2414-86. CDBP se determină în condițiile procedurii din ASTM D 3493-86. Decolorarea cu toluen se determină în condițiile ASTM D 1618-83.The CTAB is determined under the conditions of ASTM D 3765-85. The color of the black smoke is determined in accordance with the procedure of ASTM D 3765-85. DBP In the case of black smoke (fluffy), is determined under the conditions of ASTM D 2414-86. The CDBP is determined in accordance with the procedure of ASTM D 3493-86. The bleaching with toluene is determined under the conditions of ASTM D 1618-83.
Dst (diametru Stokes mediu) se determină prin fotosedimentametrie, folosind centrifuga cu disc, în condițiile care vor fi descrise în cele ce vor urma. Procedura de determinare folosită, reprezintă o modificare a procedurii descrise în Manualul de instrucțiuni pentru Centrifuga cu Disc Joyce Laebel, File Ref. DCF4008, publicația 1 februarie 1985, pus la dispoziție de firma Joyce Laebel (Marquisway, Team Valley, Gateescead, Tyne and Wear, GB) ale cărui prevederi sunt prezentate în continuare. Se proceDst (mean Stokes diameter) is determined by photosensimetry, using disk centrifuge, under the conditions that will be described below. The determination procedure used is a modification of the procedure described in the Instruction Manual for Joyce Laebel Disc Centrifuge, File Ref. DCF4008, published February 1, 1985, made available by Joyce Laebel (Marquisway, Team Valley, Gateescead, Tyne and Wear, GB), the provisions of which are set out below. If proced
RO 113148 Bl dează, după cum urmează: 10 mg negru de fum se cântăresc într-un vas de cântărire. Se adaugă apoi 50 cm3 soluție conținând 10 % alcool absolut, 90 % apă distilată și 0,05 % agent tensioactiv NONIDET P-40 (sub aceastp marcă, respectivul agent activ de suprafață este produs și comercializat de firma Schell Chemical Co). Suspensia este dispersată cu ajutorul energiei ultrasonice, timp de 15 minute, folosind modelul Sonifier Nr. W 385, realizat și comercializat de către Heat Systems Ultrasonics Inc., Farmingdale, New York.RO 113148 Bl gives as follows: 10 mg of black smoke is weighed in a weighing vessel. Then 50 cm 3 solution containing 10% absolute alcohol, 90% distilled water and 0.05% NONIDET P-40 surfactant (under this brand name, the respective surface active agent is produced and marketed by Schell Chemical Co) is added. The suspension is dispersed using ultrasonic energy for 15 minutes, using Sonifier model no. W 385, manufactured and marketed by Heat Systems Ultrasonics Inc., Farmingdale, New York.
înainte de efectuarea testului cu centrifuga cu disc, se introduc în calculator, următoarele date care se înregistrează:Before performing the disk centrifuge test, the following data is recorded in the computer:
1- greutatea specifică a negrului de fum preluat, care este 1,86 g/cm3;1- the specific weight of the taken black smoke, which is 1.86 g / cm 3 ;
2- volumul soluției de negru de fum, dispersată într-o soluție de apă și etanol, care în acest caz este de 0,5 cm3;2- the volume of the black carbon solution, dispersed in a solution of water and ethanol, which in this case is 0.5 cm 3 ;
3- volumul de fluid rotitor care în acest caz este de 10 cm3 de apă;3- the volume of rotating fluid which in this case is 10 cm 3 of water;
4- viscozitatea fluidului rotitor, care în cazul dat este preluată la 23°C, și este de 0,933 centipoise;4- the viscosity of the rotating fluid, which in this case is taken at 23 ° C, and is 0.933 centipoise;
5- densitatea fluidului rotitor, care în acest caz este de 0,9975 g/cm3 la 23°C;5- the density of the rotating fluid, which in this case is 0.9975 g / cm 3 at 23 ° C;
6- viteza discului, care în acest caz este de 8000 rot/minut;6- disk speed, which in this case is 8000 rpm;
7- intervalul de preluare a datelor de probă - 1 secundă.7- sample data retrieval interval - 1 second.
Centrifuga cu disc funcționează la o turație de 8000 rot/minut, concomitent cu funcționarea stroboscopului; 10 cm3 de apă, se injectează în discul rotitor ca fluid rotitor. Nivelul de turbiditate se stabilește la O; ca lichid tampon, se injectează 1 cm3 soluție cuprinzând 10 cm3 alcool etilic absolut și 90 % apă distilată. Se acționează butonul centrifugii cu disc, pentru producerea unui gradient stabil de concentrație între fluidul rotitor și lichidul tampon, acest gradient este înregistrat vizual. Atunci când gradientul respectiv se tabilizează, astfel încât să nu existe o graniță distinctivă între cele două fluide, în discul rotitor se injectează 0,5 cm3 negru de fum, dispersat în soluție apoasă de etanol și se începe imediat colectarea datelor. Dacă se produce o fluxare, experimentul este oprit. Discul se rotește timp de 20 minute, după injectarea negrului de fum dispersat în soluția apoasă de etanol. După 20 minute de rotire, discul este oprit, se măsoară temperatura fluidului rotitor, și media dintre temperatura fluidului rotitor măsurată la începutul experimentului și temperatura aceluiași fluid măsurată la sfârșitul experimentului, se introduc în calculator, care înregistrează datele de la centrifuga cu disc. Datele sunt anlizate conform ecuației Stokes standard și se prezintă folosind următoarele definiții:The disk centrifuge operates at a speed of 8000 rpm, concurrently with the strobe operation; 10 cm 3 of water is injected into the rotating disc as a rotating fluid. The turbidity level is set to O; As a buffer, inject 1 cm 3 solution containing 10 cm 3 absolute ethyl alcohol and 90% distilled water. Press the disc centrifuge button to produce a stable concentration gradient between the rotating fluid and the buffer fluid, this gradient is recorded visually. When the respective gradient is graded, so that there is no distinguishing boundary between the two fluids, 0.5 cm 3 of black smoke is injected into the rotating disc, dispersed in aqueous ethanol solution and data collection begins immediately. If a flow occurs, the experiment is stopped. The disc rotates for 20 minutes, after injecting the black of the dispersed smoke into the aqueous ethanol solution. After 20 minutes of rotation, the disc is stopped, the temperature of the rotating fluid is measured, and the average between the temperature of the rotating fluid measured at the beginning of the experiment and the temperature of the same fluid measured at the end of the experiment, is entered into the computer, which records the data from the disk centrifuge. The data are analyzed according to the standard Stokes equation and are presented using the following definitions:
- Agregat negru de fum = entitate coloidală discretă rigidă, ce reprezintă unitatea disponibilă cea mai mică; este compus din particule coalescente extensiv;- Black smoke aggregate = rigid discrete colloidal entity, representing the smallest available unit; is composed of extensively coalescing particles;
- Diametrul Stokes = diametrul unei sfere care se sedimentează într-un câmp centrifugal sau gravitațional, conform ecuației Stokes. Un obiect nesferic, cum este agregatul de negru de fum, poate de asemenea să fie definit în termeni de diametru Stokes, dacă este considerat ca fiind similar unei sfere netede, rigide, de aceeași densitate și rată de sedimentare. Unitățile obișnuite de măsură, sunt diametre exprimate în nm;- Stokes diameter = the diameter of a sphere that settles in a centrifugal or gravitational field, according to the Stokes equation. A non-spherical object, such as the aggregate of carbon black, can also be defined in terms of Stokes diameter, if it is considered to be similar to a smooth, rigid sphere, of the same density and sedimentation rate. Ordinary units of measurement are diameters expressed in nm;
- Diametrul Stokes median (Dst)= punctul de pe curba de distribuție a diametrului Stokes, unde 50 %în greutate din probă este fie mai mare fie mai mică. El reprezintă valoarea medie a determinării.- Stokes median diameter (Dst) = the point on the distribution curve of the Stokes diameter, where 50% by weight of the sample is either larger or smaller. It represents the average value of the determination.
Așa cum este ilustrat în tabelul 1, aplicând metoda conform invenției, se poate produce negru de fum cu caracteristici COBP, DBP și Dst având valori ridicate, și caracteristici de nuanță atenuate, comparativ cu negrul de fum de control, testele 1 și 4, produse folosind un singur răcitor. Rezultă că negrul de fum produs în condițiile de control prin metoda conform invenției, este caracterizat printr-o granulație și structură a agregatului mărite. în plus rezultatele obținute pentru Setul II, atestă faptul că în condițiile de control conform invenției se poate realiza negru de fum având valori ale CDBP, DBP și Dst mai mari și caracteristici de culoareAs illustrated in Table 1, applying the method according to the invention, smoke black with high COBP, DBP and Dst characteristics can be produced, and attenuated tonal characteristics, as compared to the control smoke black, tests 1 and 4, produced using a single cooler. It follows that the carbon black produced under the control conditions by the method according to the invention, is characterized by an increased granulation and structure of the aggregate. In addition, the results obtained for Set II, attest that under the control conditions according to the invention, a black of smoke can be produced having higher CDBP, DBP and Dst values and color characteristics.
RO 113148 Bl atenuate, pentru un CTAB relativ constant. Aceasta indică faptul că se poate fabrica, în condițiile de control conform invenției, un negru de fum ce prezintă caracteristici de granulației si structură superioare 5 pentru un CTAB dat.RO 113148 Bl attenuated, for a relatively constant CTAB. This indicates that, in the control conditions according to the invention, a black of smoke having characteristics of granulation and superior structure 5 for a given CTAB can be manufactured.
Rezultatele obținute pentru Setul I, atestă faptul că în condițiile de control conform invenției, se poate realiza un negru de fum având valori ridicate ale CDBP, DBP 10 și Dst si caracteristici de nuanță atenuate, comparativ cu negrul de fum ce constituie obiectul testului 1, constatându-se totodată că pentru timpi de rezistență diferiți, temperatura efluentului a scăzut cu același 15 gradient.The results obtained for Set I, attest that under the control conditions according to the invention, a black of smoke can be realized having high values of CDBP, DBP 10 and Dst and attenuated tonal characteristics, compared to the black of smoke that is the object of the test 1, also finding that for different resistance times, the effluent temperature decreased with the same 15 gradient.
Claims (5)
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US33414489A | 1989-04-06 | 1989-04-06 | |
| US37072389A | 1989-06-23 | 1989-06-23 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RO113148B1 true RO113148B1 (en) | 1998-04-30 |
Family
ID=26989058
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RO144735A RO113148B1 (en) | 1989-04-06 | 1990-04-05 | Method for controlling carbon black granulation and structure |
Country Status (22)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0749541B2 (en) |
| KR (1) | KR930005684B1 (en) |
| CN (1) | CN1050855C (en) |
| AR (1) | AR245477A1 (en) |
| AU (1) | AU625117B2 (en) |
| BE (1) | BE1002548A3 (en) |
| BR (1) | BR9001575A (en) |
| CA (1) | CA2012627C (en) |
| CZ (1) | CZ284688B6 (en) |
| DE (1) | DE4010776A1 (en) |
| ES (1) | ES2020713A6 (en) |
| FR (1) | FR2645542B1 (en) |
| GB (1) | GB2232409B (en) |
| HU (1) | HUT55316A (en) |
| IT (1) | IT1240745B (en) |
| NL (1) | NL9000500A (en) |
| PE (1) | PE3991A1 (en) |
| PL (1) | PL163727B1 (en) |
| PT (1) | PT93676A (en) |
| RO (1) | RO113148B1 (en) |
| SE (1) | SE9001090L (en) |
| TR (1) | TR24400A (en) |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004281293A (en) * | 2003-03-18 | 2004-10-07 | Tokai Rubber Ind Ltd | Hose material for fuel cell system and hose for fuel cell system using the same |
| JP5027989B2 (en) * | 2004-03-25 | 2012-09-19 | 旭カーボン株式会社 | Manufacturing method of carbon black for tire tread |
| JP2010144003A (en) * | 2008-12-17 | 2010-07-01 | Asahi Carbon Kk | Method of manufacturing carbon black, carbon black obtained by the method, and rubber composition containing the carbon black |
| JP5697304B2 (en) * | 2008-12-17 | 2015-04-08 | 旭カーボン株式会社 | Production method of carbon black |
| JP2010144011A (en) * | 2008-12-17 | 2010-07-01 | Asahi Carbon Kk | Carbon black to be compounded with tire tread rubber, rubber composition for tire using the same and tire for automobile |
| JP5887096B2 (en) * | 2011-10-06 | 2016-03-16 | 旭カーボン株式会社 | Production method of carbon black |
Family Cites Families (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US2785964A (en) * | 1953-08-17 | 1957-03-19 | Phillips Petroleum Co | Process, apparatus, and system for producing, agglomerating, and collecting carbon black |
| US3211532A (en) * | 1962-03-12 | 1965-10-12 | Phillips Petroleum Co | Carbon black furnace |
| US3376111A (en) * | 1964-08-17 | 1968-04-02 | Phillips Petroleum Co | Production of high structure furnace carbon black |
| US3401020A (en) * | 1964-11-25 | 1968-09-10 | Phillips Petroleum Co | Process and apparatus for the production of carbon black |
| AU1991967A (en) * | 1967-04-05 | 1968-10-10 | Union Carbide Corporation | Manufacture of carbon black |
| DE1592864C3 (en) * | 1967-08-11 | 1975-05-22 | Deutsche Gold- Und Silber-Scheideanstalt Vormals Roessler, 6000 Frankfurt | Method of making FurnaceruB |
| US3615211A (en) * | 1968-01-12 | 1971-10-26 | Ashland Oil Inc | Method and apparatus for manufacture of carbon black |
| DE2166947A1 (en) * | 1970-02-19 | 1977-01-20 | Cabot Corp | PROCEDURE FOR EVAPORATING OR ATOMIZING A LIQUID |
| US3663172A (en) * | 1970-06-29 | 1972-05-16 | Cities Service Co | Carbon black production process |
| US3734999A (en) * | 1971-10-21 | 1973-05-22 | Phillips Petroleum Co | Control of carbon black quality |
| JPS5413233A (en) * | 1977-07-01 | 1979-01-31 | Toshiba Corp | Non-volatile semiconductor memory unit |
| DE2944855C2 (en) * | 1979-11-07 | 1986-10-16 | Degussa Ag, 6000 Frankfurt | Process for the production of furnace blacks with a lowered structure |
| DE3580634D1 (en) * | 1984-09-21 | 1991-01-03 | Mitsubishi Chem Ind | METHOD FOR THE PRODUCTION OF CARBON. |
-
1990
- 1990-02-27 ES ES9000566A patent/ES2020713A6/en not_active Expired - Fee Related
- 1990-03-02 NL NL9000500A patent/NL9000500A/en not_active Application Discontinuation
- 1990-03-13 PE PE1990166237A patent/PE3991A1/en unknown
- 1990-03-20 CA CA002012627A patent/CA2012627C/en not_active Expired - Fee Related
- 1990-03-26 SE SE9001090A patent/SE9001090L/en not_active Application Discontinuation
- 1990-04-02 CZ CS901615A patent/CZ284688B6/en not_active IP Right Cessation
- 1990-04-04 AU AU52568/90A patent/AU625117B2/en not_active Ceased
- 1990-04-04 BR BR909001575A patent/BR9001575A/en unknown
- 1990-04-04 JP JP2088402A patent/JPH0749541B2/en not_active Expired - Fee Related
- 1990-04-04 DE DE4010776A patent/DE4010776A1/en not_active Withdrawn
- 1990-04-04 PL PL90284616A patent/PL163727B1/en unknown
- 1990-04-05 GB GB9007714A patent/GB2232409B/en not_active Expired - Fee Related
- 1990-04-05 BE BE9000384A patent/BE1002548A3/en not_active IP Right Cessation
- 1990-04-05 PT PT93676A patent/PT93676A/en not_active Application Discontinuation
- 1990-04-05 HU HU902100A patent/HUT55316A/en unknown
- 1990-04-05 RO RO144735A patent/RO113148B1/en unknown
- 1990-04-05 TR TR90/0358A patent/TR24400A/en unknown
- 1990-04-05 FR FR9004388A patent/FR2645542B1/en not_active Expired - Fee Related
- 1990-04-06 IT IT19959A patent/IT1240745B/en active IP Right Grant
- 1990-04-06 KR KR1019900004712A patent/KR930005684B1/en not_active IP Right Cessation
- 1990-04-06 AR AR90316579A patent/AR245477A1/en active
- 1990-04-06 CN CN90102031A patent/CN1050855C/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| HU902100D0 (en) | 1990-07-28 |
| IT1240745B (en) | 1993-12-17 |
| ES2020713A6 (en) | 1991-09-01 |
| CA2012627A1 (en) | 1990-10-06 |
| NL9000500A (en) | 1990-11-01 |
| GB9007714D0 (en) | 1990-06-06 |
| IT9019959A1 (en) | 1991-10-06 |
| JPH0362858A (en) | 1991-03-18 |
| FR2645542B1 (en) | 1994-02-11 |
| AU5256890A (en) | 1990-10-11 |
| HUT55316A (en) | 1991-05-28 |
| AR245477A1 (en) | 1994-01-31 |
| CN1046921A (en) | 1990-11-14 |
| JPH0749541B2 (en) | 1995-05-31 |
| GB2232409A (en) | 1990-12-12 |
| SE9001090L (en) | 1990-10-07 |
| FR2645542A1 (en) | 1990-10-12 |
| AU625117B2 (en) | 1992-07-02 |
| TR24400A (en) | 1991-09-01 |
| SE9001090D0 (en) | 1990-03-26 |
| BE1002548A3 (en) | 1991-03-19 |
| CZ161590A3 (en) | 1998-11-11 |
| PL163727B1 (en) | 1994-04-29 |
| GB2232409B (en) | 1992-10-14 |
| CZ284688B6 (en) | 1999-02-17 |
| IT9019959A0 (en) | 1990-04-06 |
| KR900016395A (en) | 1990-11-13 |
| DE4010776A1 (en) | 1990-10-11 |
| BR9001575A (en) | 1991-04-30 |
| PE3991A1 (en) | 1991-03-06 |
| CN1050855C (en) | 2000-03-29 |
| KR930005684B1 (en) | 1993-06-24 |
| PT93676A (en) | 1990-11-20 |
| CA2012627C (en) | 1995-08-08 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Megaridis et al. | Morphological description of flame-generated materials | |
| Tibbetts et al. | A new reactor for growing carbon fibers from liquid-and vapor-phase hydrocarbons | |
| KR0145728B1 (en) | Carbon blacks and rubber compositions containing the carbon blacks | |
| AU660133B2 (en) | Production of carbon blacks | |
| US5879650A (en) | Tandem quench | |
| CA1309229C (en) | Process for producing carbon black | |
| RO113148B1 (en) | Method for controlling carbon black granulation and structure | |
| BRPI0810844B1 (en) | BLACK MATRIX AND CURED COATING COMPOSITION | |
| Álvarez et al. | Influence of coal oxidation upon char gasification reactivity | |
| US4206192A (en) | Method for producing carbon black | |
| JPH08511574A (en) | Carbon black manufacturing method | |
| US3076695A (en) | Process and apparatus for the production of carbon black | |
| Zhang et al. | Nanostructure and reactivity of soot from biofuel 2, 5-dimethylfuran pyrolysis with CO 2 additions | |
| CA1171638A (en) | Process for producing furnace blacks having varying structures | |
| CN206161568U (en) | Novel conduction oil oxidation stability test sample cell and device | |
| Yamaoka et al. | Structure analysis of righ fuel-air flames in the forward stagnation region of a porous cylinder | |
| US4069298A (en) | Carbon black producing method | |
| US4315894A (en) | Method and apparatus for producing carbon black | |
| Tregrossi et al. | Spectral properties of soot in the UV-visible range | |
| JP3727161B2 (en) | Carbon black manufacturing method and carbon black manufacturing apparatus | |
| Macfarlane et al. | Laboratory studies of carbon formation in fuel-rich flames at high pressures | |
| Cady et al. | Process variables of enriched air combustion: an experimental study | |
| JPS6176554A (en) | Production of carbon black | |
| Toossi | Physical and chemical properties of combustion generated soot | |
| Mehta et al. | The combustion of oil sand beds containing an axial fracture |