RO115529B1 - Procedeu de obtinere a negrului de fum - Google Patents

Procedeu de obtinere a negrului de fum Download PDF

Info

Publication number
RO115529B1
RO115529B1 RO93-01157A RO9301157A RO115529B1 RO 115529 B1 RO115529 B1 RO 115529B1 RO 9301157 A RO9301157 A RO 9301157A RO 115529 B1 RO115529 B1 RO 115529B1
Authority
RO
Romania
Prior art keywords
raw material
combustion
carbon black
auxiliary
carbon
Prior art date
Application number
RO93-01157A
Other languages
English (en)
Inventor
Bruce Edwin Mackay
Mark Allan Wilkinson
Barrie John Yates
Original Assignee
Cabot Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Cabot Corp filed Critical Cabot Corp
Publication of RO115529B1 publication Critical patent/RO115529B1/ro

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
    • C09C1/50—Furnace black ; Preparation thereof
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
    • C01P2006/00—Physical properties of inorganic compounds
    • C01P2006/19—Oil-absorption capacity, e.g. DBP values

Landscapes

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

Description

Prezenta invenție se referă la un procedeu de obținere a negrului de fum tip furnal, cu utilizări multiple ca umpluturi, pigmenți și agenți de ranforsare în cauciucuri și materiale plastice.
Se știe că procedeul de obținere a negrului de fum tip furnal constă în cracarea și/sau combustia incompletă a fracției de hidrocarburi cum ar fi gazul natural, sau a materiei prime din ciclul de cracare catalitică, într-o zonă închisă de conversie la temperaturi de peste 982°C. Negrul de fum antrenat de gazele rezultate din zona de conversie este apoi răcit și colectat prin metode convenționale cunoscute în domeniu. A fost, totuși, extrem de dificil să se obțină negru de furnal cu structură și caracteristici ale ariei suprafeței mai mici decât cele care rezultă în mod normal din folosirea unei anumite materii prime.
După cum este cunoscut specialiștilor în domeniu, combustia globală reprezintă cantitatea totală de oxidant, cum ar fi aerul, folosit în procedeul de obținere a carbonului raportată la cantitatea de oxidant necesară pentru combustia completă a cantității totale de hidrocarbură folosită în procedeul de obținere a carbonului și care formează bioxid de carbon și apă. Combustia globală este exprimată, de obicei, procentual.
în procedeul prezentat în US 2782101 se folosește o hidrocarbură auxiliară pentru a neutraliza componentele oxidante ale gazelor de ardere insuflate, înainte de amestecare cu materia primă hidrocarbonată.
Conform procedeului din US 3952087, o hidrocarbură auxiliară este introdusă într-un procedeu în mai multe etape, pentru a obține negru de fum cu structură mai înaltă decât structura normală. Când hidrocarbura auxiliară este adăugată în condițiile de operare ale respectivului brevet și aria suprafeței este menținută constantă prin scăderea debitului de alimentare cu materie primă în reactor, structura crește, conducând la un indice de sensibilitate a structurii (SSI), definit în continuare, mai mare de zero. în brevetul US 3852087, obiectivul este de a se lucra în condiții în care valoarea SSI este întotdeauna mai mare de zero, în timp ce în prezentul procedeu, obiectivul este de a lucra în condiții în care SSI este întotdeauna mai mic decât zero.
SSI al procedeului de formare a carbonului este o măsură a capacității injecției de hidrocarbură auxiliară în proces, de a reduce structura negrului de fum format, față de același procedeu de formare a carbonului, care conduce la obținerea negrului de fum, cu aceeași arie a suprafeței, dar fără adăugare de hidrocarbură auxiliară. în particular, următoarea ecuație este folosită pentru a defini indicele de sensibilitate a structurii (SSI):
SSI =
SASmf - SASah
SASmf\ în care SASmf este aria structurii-sensibilitate (SAS) a procedeului de obținere a negrului de fum când este introdusă materia primă suplimentară și SASah reprezintă SAS a procedeului de obținere a negrului de fum când este introdusă hidrocarbura auxiliară.
Aria structurii-sensibilitate este calculată folosind următoarea ecuație:
DBP
A Număr de iod
SAS =
RO 115529 Bl în care DBP reprezintă variația în DBPA a negrului de fum ca urmare a unei schimbări într-o singură condiție de operare, și numărul de iod reprezintă variația numărului de absorbție a iodului de către negrul de fum datorat aceleiași variații a unei condiții de operare, de exemplu, când este schimbat fie debitul de materie primă, fie cel al hidrocarburii auxiliare. SAS cuantifică efectul asupra structurii unei variații în aria suprafeței.
Problema pe care o rezolvă invenția este stabilirea condițiilor de reacție, bine determinate, pentru obținerea unui negru de fum cu o structură mai mică decât cea normală, la o arie dată și o arie a suprafeței mai mică decât cea normală, la un nivel de combustie dat.
Procedeul conform invenției înlătură dezavantajele procedeelor cunoscute prin aceea că:
- într-o primă etapă, se produce un curent de gaze fierbinți având energie suficientă pentru a transforma o materie primă hidrocarbonată, generatoare de carbon, în negru de fum;
-într-o a doua etapă, materia primă este injectată în curentul gazos produs;
-într-o a treia etapă, materia primă este transformată în negru de fum înainte de terminarea reacțiilor de formare a carbonului prin stingere;
- urmează răcirea, separarea și recuperarea negrului de fum rezultat, iar agentul auxiliar nereacționat se introduce într-o zonă de reacție în care materia primă suferă reacții instantanee de formare, pentru a forma particule de carbon, zonă de reacție care este plasată de la aproximativ punctul de injecție a materiei prime până la aproximativ punctul de stingere și ajustare a nivelului de combustie primară și globală, astfel încât indicele de sensibilitate al structurii (SSI) să fie mai mic decât zero, respectivul SSI fiind definit prin:
SSI =
SASm{ - SASah \SASmf\ în care: 80
SASmf = A(DBP)mf/A(nurnăr de iod)mf;
SASah = A(DBP)ah/A(număr de iod)ah;
|SASmf| = valoarea absolută a lui SASmf;
A(DBP)mf = variația DBPA a negrului de fum, datorată variației debitului materiei prime, toate celelalte condiții de operare ale procedeului fiind menținute constante; 85 A(număr de iod)mf = variația numărului de iod al negrului de fum, datorată variației debitului materiei prime, celelalte condiții de operare fiind menținute constante: A(DBP)ah = variația DBPA a negrului de fum, datorată variației debitului de agent auxiliar, toate celelalte condiții de operare ale procedeului fiind menținute constante; 90
A(număr de iod)ah = variația numărului de iod al negrului de fum, datorată variației debitului agentului auxiliar, celelalte condiții de operare ale procedeului fiind menținute constante.
Conform invenției, hidrocarbura auxiliară nu are ca scop neutralizarea componentelor oxidante ale gazelor de ardere fierbinți, insuflate, ci din contră, ea intră în 95 zona de reacție într-o formă, în principal, nereacționată.
Pentru a obține un negru de fum cu valori ale structurii și ariei suprafeței mai mari decât cele normale, prin procedeul propus, indicele de sensibilitate a structurii trebuie să fie mai mic de zero.
RO 115529 Bl
Termenul de “hidrocarbură auxiliară” folosit în prezenta invenție se referă la hidrogen sau la orice hidrocarbură având un raport molar hidrogen/carbon mai mare decât raportul molar hidrogen/carbon al materiei prime. Exemple de hidrocarburi sunt materialele descrise în continuare și adecvate pentru utilizare drept combustibili și/sau materii prime.
Prezentul procedeu diferă de cel prezentat în brevetul SUA 2985511, în care se adaugă gaz auxiliar în zona în care se introduce simultan materia primă, în scopul varierii structurii ,fără însă a afecta mărimea particulelor de negru de fum. Conform invenției, aria suprafeței este micșorată. O descreștere a ariei se corelează, în mod normal, cu o creștere a mărimii particulelor și care ilustrează astfel că mărimea particulelor negrului de fum obținut prin procedeul invenției este mărită.
Conform prezentei invenții, s-a găsit că obiectivele propuse se realizează prin adăugarea hidrocarburii auxiliare la un procedeu specific de formare a carbonului și ajustarea combustiei primare și a combustiei globale pentru a obține un SSI mai mic decât zero. Hidrocarbura auxiliară este introdusă în procedeul de obținere a negrului de fum conform prezentei invenții, în orice manieră adecvată, în locul definit în prezentul procedeu ca zona de reacție. Prin acest termen “zona de reacție”, se înțelege acea zonă din procedeul de formare a carbonului în care materia primă hidrocarbonată, introdusă anterior, amestecată, atomizată și vaporizată, suferă principala reacție de formare a carbonului cu formarea particulelor de carbon. Mai special, zona de reacție se referă la punctul din care începe injecția materiei prime hidrocarbonate și care se întinde până la punctul în care procesul de formare a negrului de fum se termină prin stingere. De preferință, regiunea în care se injectează hidrocarbura auxiliară se întinde de la o lungime egală cu 0,5 din diametrul reactorului în amonte de punctul de alimentare cu materie primă până la o lungime de 0,5 din diametrul reactorului, în aval de punctul de injecție al materiei prime. în practica prezentei invenții, hidrocarbura auxiliară poate fi injectată în proces în orice manieră convenabilă cum ar fi, de exemplu, printr-un orificiu care realizează descărcarea în direcție axială, transversală sau tangențială față de direcția de curgere a fluxului gazos. Mai mult, punctul din procedeu în care se introduce hidrocarbura auxiliară nu este critic atâta timp cât hidrocarbura auxiliară ajunge în zona de reacție într-o formă, în principal, nereacționată, ceea ce înseamnă o formă în care nu a fost oxidată complet sau reacționată astfel încât să producă particule de negru de fum. într-o realizare preferată, hidrocarbura auxiliară este gazoasă și este introdusă transversal de la periferie în planul axial în care este injectată materia primă transversal de la periferie în fluxul de gaze fierbinți din prima etapă.
Termenul “structură”, folosit pentru negrul de fum, definește o proprietate primară a negrului de fum. în general, termenul este folosit în domeniu pentru a desemna agregarea particulelor primare de negru de fum. Deoarece toate tipurile de negru de fum manifestă un anumit grad de agregare a particulelor primare, un negru de fum este clasificat ca având structură joasă, normală sau înaltă, în funcție de gradul relativ de agregare al acestuia. Delimitarea între structurile joasă, normală sau înaltă nu este în general bine definită. în mod convențional, structura negrului de fum este considerată a fi înaltă când există o tendință puternică a particulelor de a forma lanțuri de particule. Pe de altă parte, structura negrului de fum este considerată joasă când există o tendință slabă de a forma agregate ale particulelor primare. Deși există posibilitatea măsurării directe a caracteristicilor structurii, o metodă mai convenabilă și de aceeași încredere pentru determinarea structurii negrului de fum este cea care se bazează pe măsurarea proprietății de absorbție a uleiului.
RO 115529 Bl
150
Această metodă de determinare a caracteristicilor structurii este acceptată în domeniu și este cunoscută ca ASTM D-2414-72 “Indicele de absorbție a dibutilftalatului de către negrul de fum. Pe scurt, procedeul constă în adăugarea de dibutilftalat (DBP) la o probă de negru de fum, sub formă de peleți sau puf, într-un aparat de absorbție Bradender-Cabot, fabricat și comercializat de C.N.Brabender Instruments, Inc., South Hackensack, New Jersey și în măsurarea volumului de dibutil ftalat folosit. Valoarea este exprimată în centimetri cubi sau mililitri de dibutilftalat (DBP) per 100 g negru de fum. în scopul determinării structurii negrului de fum, în prezenta invenție s-a folosit tehnica absorbției uleiului cu dibutil ftalat.
Procedeul prezentei invenții poate fi efectuat prin injecția unei materii prime, care produce negru de fum, transversal, într-un curent pre-format de gaze fierbinți care curge în jos cu o viteză liniară medie de cel puțin 30,5 m/s și de preferință de cel puțin 152,5 m/s. Materia primă poate fi injectată transversal în gazele primei etape de la periferia fluxului și/sau materia primă poate fi injectată axial și/sau transversal dintr-o poziție apropiată de centrul primului curent de gaz din prima etapă.
O caracteristică esențială a procedeului prezentei invenții este aceea a operării la nivele de combustie globală și primară, în care indicele de sensibilitate a structurii (SSI) este mai mic de zero. O altă trăsătură esențială este introducerea hidrocarburii auxiliare în procesul de formare a carbonului în mai multe etape, astfel încât hidrocarbura auxiliară intră în zona de reacție într-o stare, în principal, nereacționată, pentru a rezulta un SSI mai mic decât zero. După cum s-a arătat anterior, zona de reacție definită aici este plasată începând cu punctul în care se injectează materia primă hidrocarbonată și se întinde până în punctul în care procesul de formare a negrului de fum este terminat prin stingere. Ca un rezultat al acestui proces, negrul de fum obținut prezintă structuri mai joase, după cum se indică prin descreșterea cu peste 5% a indicelui de absorpție a dibutilftalatului, la o arie a suprafeței mai joase, indicată prin descreșterea cu cel puțin 3% a numărului de adsorbție a iodului, la o combustie globală dată.
Combustia primară reprezintă cantitatea de oxidant, cum ar fi aerul, folosit în prima etapă a procedeului în mai multe etape, raportată la cantitatea teoretică de oxidant necesar pentru combustia completă a hidrocarburii din prima etapă, la bioxid de carbon și apă. Combustia primară este exprimată procentual. în cazul în care nu se alimentează hidrocarbură în prima etapă, combustia primară este infinită («>%).
în cele ce urmează sunt descrise hidrocarburile și oxidanții adecvați.
în prepararea gazelor fierbinți din prima etapă, folosite la obținerea negrului de fum conform prezentei invenții, se reacționează într-o cameră de combustie adecvată un combustibil gazos sau lichid și un curent de oxidant adecvat cum ar fi aer, oxigen, amestecuri de aer și oxigen ș.a. Dintre combustibilii adecvați pentru a fi utilizați în reacția cu curentul de oxidant în camera de combustie, pentru a genera gazele fierbinți din prima etapă, sunt hidrogenul, oxidul de carbon, metanul, acetilena, alcoolii, kerosenul. Se preferă, în general, să se utilizeze combustibili având un conținut înalt de componente cu carbon și, în particular, hidrocarburile. De exemplu, fluxurile gazoase bogate în metan cum ar fi gazul natural și gazul natural îmbogățit sau modificat sunt combustibili excelenți, la fel ca și fluxurile gazoase conținând cantități înalte de hidrocarburi cum ar fi diferite gaze și lichide hidrocarbonate și sub-produși de rafinărie ca fracțiile de etan, propan, butan și pentan, uleriurile combustibile ș.a. în prima etapă a procedeului de furnal în mai multe etape, aerul preîncălzit la temperatură de până la 815°C este utilizat ca oxidant, și gazul natural drept combustibil în combustia primară.
155
160
165
170
175
180
185
190
195
RO 115529 Bl
200
205
210
215
220
225
230
235
240
Deoarece combustia primară poate varia de la 100% la «%, se preferă combustii primare sau ale primei etape de la 140% la aproximativ 1000%.
în acest fel este generat un curent de gaze fierbinți care au o viteză medie de peste 30,5 m/s. S-a găsit că este de dorit o presiune diferențială între camera de combustie și camera de reacție de cel puțin 6,9 kPa și, de preferință, de aproximativ 10,3 kPa...68,9 kPa. în aceste condiții, se produce un flux gazos având energie suficientă pentru a transforma materia primă hidrocarbonată în produși ai negrului de fum. Gazele rezultate, emanate din prima etapă, ating temperaturi de cel puțin aproximativ 315°C, de preferință temperaturile fiind de cel puțin 871°C. Gazele fierbinți sunt propulsate într-o direcție descendentă și accelerate, prin producerea gazelor, într-o etapă de injecție a materiei închisă, cu diametrul mai mic, care poate, dacă se dorește, să fie conică sau micșorată, cum ar fi un tub Venturi. Acest punct al procedeului poate fi considerat ca etapa a 2-a, în care materia primă este injectată în curentul de gaze fierbinți din prima etapă. Ca variantă, materia primă poate fi injectată în orice punct ulterior punctului unde, dacă are loc combustia, aceasta este totală.
în a doua etapă, în care gazele din prima etapă o parcurg cu o viteză înaltă și există un cap cinetic gazos de min. 6,9 kPa, o materie primă hidrocarbonată din care se poate obține negru de fum este injectată în gazele din prima etapă, cu o presiune suficientă pentru a realiza penetrarea dorită, asigurând o viteză de amestecare înaltă a gazelor din prima etapă cu materia primă hidrocarbonată. Materii prime hidrocarbonate adecvate, care se volatilizează ușor în condițiile de reacție, sunt hidrocarburile nesaturate cum ar fi acetilena; olefine ca etilena, propilena, butilena; aromatice ca benzenul, toluenul și xilenul; anumite hidrocarburi saturate și alte hidrocarburi ca kerosenul, naftalenele, terpenele, gudroanele etilenice, fracțiile cu cicluri aromatice ș.a. Materia primă poate fi injectată transversal, de la periferia exterioară a curentului de gaze fierbinți din prima etapă, sub forma unei multitudini de curente atomizate sau coerente, care penetrează în zona interioară a curentului de gaze din prima etapă. O altă alternativă este aceea în care materia primă poate fi injectată axial sau transversal, de la periferia interioară a curentului de gaze fierbinți din prima etapă, sub forma unui mono- sau pluri-curent atomizat sau coerent. în practica prezentei invenții, materia primă hidrocarbonată este introdusă, de preferință, ca un curent lichid printro multitudine de orificii având diametre între 0,25 cm și 0,508 cm, de preferință de la 0,51 cm la 0,381 cm, sub o presiune de injecție suficientă pentru a realiza penetrarea și/sau atomizarea dorită. Cantitatea de materie primă utilizată este ajustată funcție de cantitatea de combustibil și oxidant folosite, astfel încât combustia procentuală globală a procesului de formarea carbonului să fie în intervalul de la aproximativ 10 la aproximativ 60%, de preferință de la aproximativ 15 la aproximativ 35%.
A treia etapă a procedeului în mai multe etape implică furnizarea unei zone de reacție care să permită un timp de staționare suficient pentru a putea avea loc reacția de formare a carbonului înainte de terminarea reacției prin stingere. în general, deși timpul de staționare în fiecare caz depinde de condițiile specifice și de negrul de fum dorit, el variază în prezentul procedeu de la o milisecundă sau mai puțin la aproxiamtiv 500 milisecunde. După ce reacția de formare a carbonului a avut loc în timpul dorit, reacția se stopează prin pulverizarea unui lichid de stingere, cum ar fi apa, prin cel puțin un ajutaj de pulverizare. Efluentul gazos fierbinte conținând negru de fum este trecut în etapele convenționale de răcire, separare și colectare a negrului de fum. Separarea negrului de fum din curentul de gaze se realizează cu mijloace convenționale cum ar fi: precipitator, separator ciclonic, filtru cu saci sau o combinație a acestora.
245
RO 115529 Bl
250
Procedeul conform invenției este efectuat prin adăugarea hidrocarburii auxiliare la zona de reacție a procesului de formare a carbonului în mai multe etape și ajustarea combustiei primare și a combustiei globale, astfel încât SSI al procedeului să fie mai mic decât zero. 0 proprietate matematică a indicelui de sensibilitate a structurii este aceea că, dacă aria suprafeței negrului de fum este menținută constantă prin adăugarea unui hidrocarburi auxiliare și îndepărtarea materiei prime, și dacă structura măsurată prin DBPA scade, și dacă introducerea unei materii prime suplimentare în procedeu, menținând constante celelalte intrări, conduce la obținerea negrului de fum cu aria suprafeței mai mică, atunci SSI trebuie să fie mai mică decât zero. Mai mult, dacă condițiile prezentate mai sus pentru realizarea unui SSI mai mic decât zero sunt îndeplinite, cu excepția structurii, care măsurată prin DBPA crește, atunci SSI este mai mare decât zero.
Pentru realizarea procedeului, orice cantitate de hidrocarbură auxiliară poate fi folosită, cu condiția ca hidrocarbura auxiliară să ajungă în zona de reacție nereacționată. în general, când se folosește o hidrocarbură ca hidrocarbură auxiliară, %C al hidrocarburii auxiliare folosite este mai mic decât aproximativ 60% în greutate din conținutul de carbon total al reactanților și când se folosește hidrogen ca hidrocarbură auxiliară %H al hidrocarburii auxiliare folosite este mai mic de 60% în greutate din conținutul total de hidrogen al reactanților. De preferință, când se folosește o hidrocarbură gazoasă ca hidrocarbură auxiliară cantitatea este astfel, încât %C al hidrocarburii auxiliare adăugate va fi mai mic de 30% și, de preferință, mai mic de 15% din carbonul total al reactanților introduși și, când se folosește hidrogen ca hidrocarbură auxiliară, cantitatea este astfel, încât %H al hidrocarburii auxiliare adăugate trebuie să fie mai mic de 30% și, de preferință, mai mic de 15% din hidrogenul total al reactanților introduși.
Cantitatea de hidrocarbură auxiliară folosită, în formă lichidă sau gazoasă, este definită ca procentul de carbon total (C) introdus al reactanților folosiți în realizarea procedeului, cu excepția cazului în care ca hidrocarbură auxiliară se folosește hidrogen, situație în care cantitatea de hidrocarbură auxiliară este definită ca procentul de hidrogen (H) introdus cu reactanții folosiți pentru realizarea procedului. în particular, pentru hidrocarburi cantitatea de hidrocarbură auxiliară folosită este determinată cu ajutorul ecuației:
n//-, , .·. , - ·,· îbs.C în hidrocarbură auxiliară x 100 %C al hidrocarburii auxiliare = ---------------------------------------total 1 bs. C al reactanților în această ecuație, carbonul total al reactanților reprezintă suma carbonului introdus cu reactanții din prima etapă, carbonul din materia primă și carbonul introdus cu hidrocarbura auxiliară. Când se folosește hidrogen ca hidrocarbură auxiliară, cantitatea de hidrocarbură auxiliară folosită este determinată cu relația:
n/, . ,. ... , ... - 1 bs.H în hidrocarbură auxiliară x 100 %H din hidrocarbura auxiliara = ------------------------------------total 1 bs.H al reactanților în această ecuație, hidrogenul total al reactanților reprezintă suma hidrogenului introdus în reactanții din prima etapă, hidrogenul introdus cu materia primă și hidrogenul din hidrocarbura auxiliară.
Procedeul conform invenției prezintă avantaje prin faptul că realizează un negru de fum tip furnal, cu o structură mai mică decât cea normală la o arie dată și cu o arie a suprafeței mai mică decât cea normală la un nivel de combustie dat.
255
260
265
270
275
280
285
290
295
RO 115529 Bl în plus, procedeul este simplu și ușor de realizat.
în continuare se prezintă exemple de realizare a invenției în legătură și cu figura care reprezintă o vedere transversală într-un reactor de negru de fum de furnal, în care se desfășoară procedeul conform invenției.
în prealabil este prezentat fluxul tehnologic prin reactor.
Procedeul prezentei invenții poate fi realizat într-un reactor de negru de fum de furmal 2, având o zonă de combustie 10, care are o zonă cu diametru convergent 11,o zonă de tranziție 12, secțiunea de intrare 18 și zona de reacție 19. Diametrul zonei de combustie 10, până la punctul în care începe zona cu diametru convergent 11 este prezentat ca D-1; diametrul zonei 12 ca D-2; diametrele secțiunii de intrare în trepte ca D-4, D-5, D-6 și D-7 și diametrul zonei 19 ca D-3. Lungimea zonei de combustie 10, până în zona în care începe zona cu diametru convergent este prezentată ca L-1; lungimea zonei cu diametru convergent ca L-2; lungimea zonei de tranziție este prezentată ca L-3 și lungimea treptelor secțiunii de intrare a reactorului 18 ca L-4, L-5, L-6 și L-7
Procedeul prezentei invenții a fost realizat folosind, ca alternativă, 4 secțiuni de intrare a reactorului 18, care sunt prezentate în continuare.
Pentru a produce negru de fum conform procedeului prezentei invenții, gazele de combustie fierbinți pot fi generate în zona de combustie 10, prin contactarea unui combustibil lichid sau gazos cu un curent adecvat cum ar fi aer, oxigen, amestecuri de aer și oxigen ș.a. Ca variantă, un curent oxidant preîncălzit poate fi trecut prin zona de combustie 10 fără adăugarea unui combustibil lichid sau gazos. Combustibilii adecvați a fi folosiți pentru contactare cu curentul oxidant în zona de combustie 10, pentru generarea gazelor fierbinți, sunt oricare dintre gazele, vaporii sau lichidele ușor combustibile cum ar fi: gazul natural, hidrogenul, oxidul de carbon, metanul, acetilena, alcoolul sau kerosenul. Se preferă, în general, totuși, să se utilizeze combustibili având un conținut înalt de componenți conținând carbon și, în special, hidrocarburi. Raportul aer/gaz natural utilizat pentru obținerea negrului de fum conform prezentei invenții poate fi de la aproximativ 10:1 la infinit, când nu se introduce gaz natural în prima etapă. Pentru a ușura generarea gazelor fierbinți, curentul antioxidant poate fi preîncălzit.
Curentul de gaz fierbinte trece din zonele 10 și 11 în zonele 12, 18 și 19. Direcția de curgere a gazelor fierbinți este arătată în figură cu săgeți. Materia primă producătoare de negru de fum 30 este introdusă în punctul 32 (plasat în zona 12) și/sau în punctul 70 (plasat în zona 11). Adecvate a fi folosite ca materii prime hidrocarbonate generatoare de negru de fum, care se volatilizează ușor în condiții de reacție, sunt hidrocarburile nesaturate cum ar fi acetilena; olefinele ca etilena, propilena, butilena; aromatice ca benzenul, toluenul și xilenul; anumite hirocarburi saturate și alte hidrocarburi ca kerosen, naftalene, terpene, gudroane etilenice, fracții aromatice etc.
Distanța de la capătul zonei cu diametrul convergent 11 la punctul 32 este prezentată ca F-1. în general, materia primă generatoare de negru de fum 30 este injectată ca o mulțime de curente care pătrund în regiunile interioare ale curentului de gaz fierbinte din prima etapă, pentru a asigura o viteză înaltă de amestecare și de forfecare a gazelor fierbinți din prima etapă și materia primă generatoare de negru de fum, astfel încât să se descompună și să se transforme complet și rapid materia primă în negru de fum.
RO 115529 Bl
345
Hidrocarbura auxiliară este introdusă în punctul 70 prin sonda 72 sau prin trecerile de hidrocarbură auxiliară 75 în pereții care formează limitele zonei 12 ale procedeului de obținere a negrului de fum, sau prin trecerea 76 în pereții care formează zonele 18 și/sau 19 ale procedeului de obținere a negrului de fum. în practica prezentei invenții, hidrocarbura auxiliară poate fi introdusă la o poziție axială între punctul imediat după reacția de combustie inițială a combustibilului primei etape, atunci când combustibilul este alimentat în prima etapă, și punctul imediat dinaintea capătului formării negrului de fum, în cazul în care hidrocarbura auxiliară nereacționată intră, eventual, în zona de reacție.
Distanța de la punctul 32 la punctul 70 este prezentată ca H-2.
în cele de mai sus, hidrocarbura auxiliară s-a introdus prin 4 metode: ca o multitudine de curente care învelesc curentul de materie primă generatoare de negru de fum 75; ca o multitudine de curente la periferia exterioară a zonei 12, care sunt plasate între curentele de materie primă generatoare de negru de fum primar la planul axial al introducerii materiei prime primare generatoare de negru de fum 75; ca o multitudine de curente transversale, plasate lângă centrul zonei 12 al planului axial al injecției materiei prime 70 și, printr-o mulțime de curente, la periferia zonei 18 a procesului de formare a carbonului 76. Acestea reprezintă ilustrări și nu limitări ale modului de introducere a hidrocarburii auxiliare.
Amestecul de materie primă generatoare de negru de fum și gazele fierbinți din prima etapă trec în sens descendent din zona 12 în zona 18 și apoi în zona 19. Stingătorul 60, plasat în punctul 62, care injectează fluid de stingere 50, care poate fi apa, este utilizat pentru stoparea reacției chimice după formarea negrului de fum. Punctul 62 poate fi determinat în orice mod cunoscut în domeniu pentru alegerea poziției de stopare a pirolizei. O metodă pentru determinarea poziției de stingere în vederea stopării pirolizei este prin determinarea punctului i în care se atinge un nivel acceptabil de extract toluenic pentru negrul de fum. Nivelul de extract toluenic poate fi măsurat prin folosirea testului ASTM D 1618-83 Extractabile ale negrului de fum Decolorare toluen.
Q este distanța de la începutul zonei 18 la punctul de stingere 62 și variază cu poziția punctului de stingere 60.
După ce amestecul de gaze fierbinți din prima etapă și materia primă producătoare de negru de fum s-a stins, gazele răcite trec descendent în orice mijloc de răcire și separare convențional, în timp ce se recuperează negrul de fum. Separarea negrului de fum din curentul de gaze se realizează ușor prin mijloace convenționale cum ar fi: precipitator, separator ciclonic sau filtru cu saci. Această separare poate fi urmată de peletizare, folosind, de exemplu, un peletizor umed.
Pentru evaluarea proprietăților fizice și analitice ale negrului de fum produs prin procedeul prezentei invenții s-au folosit următoarele teste:
Numărul de adsorbție a iodului (Nol2)- se determină conform ASTM D-1510-70;
Numărul de absorbție a dibutilftalatului (DBPA) al negrului de fum. Acesta se determină conform ASTM D-2414-72.
Rezultatele sunt prezentate pentru negrul de fum în formă nepeletizată.
Exemplele s-au realizat într-un reactor descris mai sus și prezentat în fig. 1. în exemple sunt folosite 4 secțiuni de intrare a reactorului 18. Aceste secțiuni de intrare ale reactorului sunt notate cu A, B, C și D, având dimensiunile din tabelul 1 și prezentate în fig. 1.
350
355
360
365
370
375
380
385
390
RO 115529 Bl
Tabelul 1
Secțiunile de intrare ale reactorului 18, folosite în exemple
Secțiunea de intrare a reactorului A B C D
D-4 (m) 0,2286 0,2540 0,2642 0,089
D-5 (m) 0,3429 0,6858 0,4572 0,152
D-6 (m) 0,4699 0,6858 0,2144 0,152
D-7 (m) 0,5842 0,6858 0,9144 0,152
L-4 (m) 0,1727 0,3048 0,3048 0,0254
L-5 (m) 0,0559 0,1016 0,2286 0,0
L-6 (m) 0,7874 0,0 1,295 0,0
L-7 (m) 0,5588 0,0 0,0 0,0
Pentru exemplele 1-37, ca hidrocarbură auxiliară s-a folosit gazul natural. Pentru exemplele 1-45 combustibilul primar pentru reacția de combustie a fost natural, în toate exemplele, gazul natural alimentat în procedeul de formare a negrului de fum a fost la temperatura ambiantă, 25°C. Materia primă lichidă, utilizată în exemplele 140, a fost materie primă accesibilă comercial având proprietăți tipice, prezentate în coloana a 2-a a tabelului 2. Materia primă utilizată în exemplele 41-45 a fost o materie primă accesibilă comercial, având proprietățile din coloana a 3-a a tabelului 2.
în exemplele 1-13 din tabelul 3, prezenta invenție este realizată prin micșorarea ariei suprafeței și structurii, la adăugarea hidrocarburii auxiliare, menținând alte debite ale procedeului constante. în aceste exemple sunt ilustrate două nivele de combustie primară și două metode de introducere a gazului natural auxiliar.
Tabelul 2
Proprietățile materiei prime primare
Exemple Exemple
1-40 41-45
Raport M/C 0,93 1,0
Hidrogen, % în greutate 7,19 7,59
Carbon, % în greutate 92,1 90,6
Sulf, % în greutate 0,3 1,7
Azot, % în greutate 0,41 -
Greutate API 288,6/288,6 K -1,6 -2,3
Greutate specifică 288,6/288,6 K 1,092 1,095
Viscozitate, 327,4 K (m2/sec) 1,7.105 1,09.101
Viscozitate, 371,9 K (m2/sec) 5,2.1CT5 1,09.105
BMCI (Vise.-Greutate) 133 135
RO 115529 Bl
435
Exemplele 1 - 5. în exemplele 1-5, debitul de gaz natural în prima etapă a fost de 0,016 Nm3/s, debitul aerului de combustie a fost 0,634 Nm3/s. (85 KSCFH) și temperatura de încălzire a aerului de combustie a fost 482°C. Nivelul de combustie primară a fost estimat la aproximativ 400%. Exemplul 1 reprezintă un exemplu de control, în timpul căruia materia primă generatoare de negru de fum a fost introdusă transversal în curentul rezultat al gazelor fierbinți din prima etapă, la un debit de 1,9.10^m3/s, prin 4 orificii 32 cu diametrul de 0,206 cm, plasate la periferia exterioară a curentului gazelor de combustie. Nivelul de combustie globală rezultat este estimat la 28,3%. Stingerea cu apă are loc la un punct plasat la aproximativ 7,93 m în aval de punctul de injecție a materiei prime. S-a obținut un negru de fum având un număr de adsorbție a iodului de 72 mg/g și DBPA de 141 cc/100 g. în exemplul 2 condițiile de operare au fost aceleași cu cele folosite în exmplul 1 cu excepția faptului că nivelul de combustie globală s-a redus în exemplul 2 la 26,4% prin creșterea vitezei materiei prime de 2,05. lO^m3. Numărul de adsorbție a iodului pentru negrul de fum astfel obținut a scăzut la 60 mg/g și DBPA a rămas neafectat, în exemplul 3 s-a obținut același nivel de combustie globală ca în exemplul 2, menținând debitul de materie primă constant la 1 ,Θ.ΙΟ^γπ3, ca în exemplul 1, dar introducând gazul natural auxiliar la un debit de 0,018 Nm3/s, prin 4 orificii 75 de diametru 0,635 cm, plasate în planul axial al injecției materiei prime, între curentele de materie primă. Spre deosebire de rezultatele din exemplul 2, s-a obținut o reducere mai mare a numărului de adsorbție a iodului la 43 mg/g și DBPA a fost redus la 125 cm3/100 g. Din valorile numărului de adsorbție a iodului și a DBP s-a calculat SSI, pentru exemplele 1-3, după cum s-a prezentat în cazul A, în tabelul 4.
în exemplul 4 s-au folosit condițiile de operare din exemplul 1 cu excepția faptului că, combustia globală s-a redus la 25,4% prin creșterea debitului de materie primă la 2,14.105n3.
în exemplul 5 s-a obținut același nivel de combustie global ca în exemplul 4, prin adăugarea a 0,025 Nm3/s gaz natural auxiliar prin 4 orificii 75, cu diametrul de 0,635 cm plasate în planul axial al injecției de materie primă între curentele materiei prime. Adăugarea de gaz natural auxiliar, în exemplul 5, a redus numărul de adsorbție a iodului față de exemplul 1, de aproximativ 2 ori față de adăugarea materiei prime în exemplul 4, și a redus DBPA cu 15 cc/100 g față de exemplul 1, în timp ce creșterea DBPA a fost de 3 cm3/100 g în exemplul 4 față de exemplul 1, când s-a introdus materia primă suplimentară. SSI corespunzător acestor condiții de operare este de -3,50, cum s-a prezentat în cazul B, în tabelul 4.
Exemplele 6 - 9. în exemplele 6-9 s-au introdus 0,447 Nm3/s aer preîncălzit la 482°C și 0,014 Nm3/s gaz natural la temperatura ambiantă de aproximativ 25°C în prima etapă a procedeului de obținere a negrului de fum. Combustia primară rezultată este estimată la 325%. Exemplele 6 și 7 reprezintă experiențe de control care s-au făcut la 2 nivele de combustie globală fără gaz natural auxiliar. în exemplul 6, materia primă generatoare de negru de fum s-a introdus transversal în curentul rezultat de gaze de combustie la o viteză de 1 ,43.10^11^/5 prin 4 orificii 32, cu diametrul 0,206 cm, plasate la periferia exterioară a curentului gazelor de combustie. Combustia globulară rezultată a fost de 26,1% și reacția s-a stins cu apă la un punct plasat la 7,93 m în aval de locul de injectare a materiei prime. Negrul de fum obținut a avut un număr de sdsorbție a iodului de 77 mg/g și DBPA de 183 cm3/100 g. în exemplul 7, combustia globală s-a redus la 23,5% prin creșterea debitului materiei prime la 1 .BO.ICHmVs, menținând toate celelalte condiții de operare și care au adus la o reducere a numărului de adsorbție a iodului la 55 mg/g și o creștere în DBPA
440
445
450
455
460
465
470
475
480
RO 115529 Bl la 190 cc/100 g. Condițiile de operare folosite în exemplul 8 au fost identice cu cele folosite pentru exmplul 6, cu excepția faptului că, combustia globală a fost redusă la exemplul 8 la 22,8% prin introducerea a 0,025 Nm3/s gaz natural auxiliar, transversal, prin 4 orificii 75, cu diametrul de 0,635 cm, plasate între curentele de materie primă în planul de injecție al materiei prime. Numărul de adsorbție a iodului al negrului de fum a fost de 30 mg/g și DEP de 168 cm3/100 g. în exemplul 9 s-au adăugat 0,089 Nm3/s gaz natural auxiliar prin aceeași metodă ca în exemplul 8. Negrul de fum rezultat a avut un număr de adsorbție a iodului de 16 mg/g și DBPA de 148 cm3/100 g. Rezultatele prezentate în exemplele 8 și 9, combinate cu cele din exemplul 6, s-au folosit pentru calcularea valorilor SASah, prezentate în tabelul 4. Aceste valori SAS s-au folosit apoi pentru a calcula valorile SSI care sunt prezentate sub cazurile C și D ale tabelului 4. Valorile SSI prezentate sunt mai mici de zero.
Exemplele 10-13. Exemplele 10-13 demonstrează că procedeul prezentei invenții este relativ insensibil la locul de adăugare a hidrocarburii auxiliare în procedeul de formare a negrului de fum. în aceste exemple s-au introdus 0,447 Nm3/s aer preîncălzit la 482°C și 0,011 Nm3/s gaz natural la temperatura ambiantă de aproximativ 25°C, în zona de combustie a aparatului. Combustia primară este estimată la 40%. Exemplul 10 reprezintă o experiență de control în care materia primă generatoare de negru de fum s-a introdus transversal în curentul de gaze de combustie fierbinți, la o viteză de 1 .eS.ID^mVs, prin 4 orificii 32 cu diametrul de 0,22 cm, plasate la periferia exterioară a curentului gazelor de combustie. Combustia globală rezultată este estimată la 23,5% și reacția s-a stins cu apă la un punct plasat la aproximativ 7,73 m în aval de planul de injecție al materiei prime. Negrul de fum rezultat are un număr de adsorbție a iodului de 48 mg/g și DBPA de 179 cm3/100 g. Combustia globală a fost mărită la 25,1% în exemplul 11, prin reducerea debitului materiei prime la 1,53.104m3/s care a produs un negru de fum cu un număr de adsorbție a iodului de 59 mg/g și un DBP de 169 cc/100 g. în exemplul 12, condițiile de operare au fost identice cu cele folosite în exemplul 10, cu excepția faptului că, combustia globală a fost redusă în exemplul 12 la 22,2%, prin introducerea a 0,011 Nm3/s de gaz natural auxiliar, transversal, prin 9 orificii 76 cu diametrul de 0,257 cm, distanțate egal în jurul circumferinței treptei a 3-a a procedeului de obținere a negrului de fum și plasate la aproximativ 25,4 cm în aval de planul de injecție a materiei prime. Condițiile din exemplul 12 au dat un negru de fum cu un număr de adsorbție a iodului de 34 mg/g și DBPA de 165 cm3/100 g. Debitul de gaz natural auxiliar a fost mărit în continuare, în exemplul 13, la 0,022 Nm3/s, producând un negru de fum cu un număr de adsorbție a iodului de 20 mg/g și DBPA care a fost redus la 139 cm3/100 g. Valorile SSI rezultate pentru aceste exemple sunt mai mici de zero cum sunt prezentate în cazurile E și F din tabelul 4.
RO 115529 Bl
Tabelul 3
Condițiile de operare și proprietățile analitice ale negrului de fum
520
Condiții de operare si proprietăți ale negrului de fum Exemplul
1 2 3 4 5
D-1, m 0,18 0,18 0,18 0,18 0,18
D-2, m 0,13 0,13 0,13 0,13 0,13 525
D-3, m 0,69 0,69 0,69 0,69 0,69
L-1, m 0,61 0,61 0,61 0,61 0.61
L-2, m 0,30 0,30 0,30 0,30 0,30
L-3, m 0,23 0,23 0,23 0,23 0,23
F-1, m 0,11 0,11 0.11 0,11 0,11 530
H-1, m n.a. n.a. n.a. n.a. n.a.
Q, m 7,93 7,93 7,93 7,93 7,93
Secțiunea de intrare în reactor B B B B B
Aer combustie, Nm3/s 0,634 0,634 0,634 0,634 0,634
Aer combustie preîncălzit, °C 481,85 481,85 481,85 481,85 481,85 535
Gaz natural de ardere, Nm3/s 0,016 0,016 0,016 0,016 0,016
Raport aer/gaz de ardere 9,7 9.7 9.7 9,7 9,7
Punct injecție materie primă 32 32 32 32 32
Duză φ x Mărime, cm 4x206 4x206 4x206 4x206 4x206
Debit materie primă, m3/s 1,90E- 1.90ΕΌ4 1,9OE-O4 1.90E-04 1.90ΕΌ4 540
Presiune materie primă, kPa 248 283 241 363 297
Preîncălzire materie primă, °C 126,85 123,85 119,85 123,85 119,85
K*. gK*/m3 petrol 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00
Punct injecție gaz nat. aux. n.a. n.a. 75 n.a 75
Orificii φ x Mărime, cm n.a. n.a. 4x635 n.a. 4x.635 545
Gaz natural auxiliar, Nm3/s 0,000 0.000 0,018 0,000 0,025
Presiune de stingere, kPa 917 945 862 938 876
Temperatură de stingere, °C 728,85 733,85 727,85 731,85 732,85
Combustie primară, % 400 400 400 400 400
Combustie globală, % 28,3 26.4 26,2 25,4 25,4 550
%C al hidroc. auxiliare 0.0 0.0 4,5 0,0 6,3
Nr.la (mg/g) 72 60 43 54 36
DBPA, cc/100 g 141 140 125 144 126
K* - potasiu; n.a. = neaplicabil; l\lm3/s (273K, 101,3 kPa); gK'/m3 fracție petrolieră = grame de K'/rn3 materie primă (fracție petrolieră)
555
RO 115529 Bl
Tabelul 3 (continuare)
Condiții de operare și proprietăți ale negrului de fum Exemplul
1 2 3 4 5
D-1, m 0,18 0,18 0,18 0,18 0,18
D-2, m 0,13 0,13 0,13 0,13 0,13
D-3, m 0,91 0,91 0,91 0,91 0,91
L-1, m 0,61 0,61 0,61 0,61 0,61
L-2, m 0,30 0,30 0,30 0,30 0,30
L-3, m 0,23 0,23 0,23 0,23 0,23
F-1, m 0,11 0,11 0,11 0,11 0,11
H-1, m n.a. n.a. n.a. n.a. n.a.
Q, m 7,93 7,93 7,93 7,93 7,93
Secțiunea de intrare în reactor B B B B B
Aer combustie, Nma/s 0,447 0,447 0,447 0,447 0,447
Aer combustie preîncălzit, °C 481,85 481,85 481,85 481,85 481,85
Gaz natural de ardere, Nm3/s 0,014 0,014 0,014 0,014 0,014
Raport aer/gaz de ardere 9,7 9,7 9,7 9,7 9.7
Punct de injecție materie primă 32 32 32 32 32
Duze φ x Mărime, cm 4x.2O6 4x.2O6 4x.2O6 4x.2O6 4x.2O6
Debit materie primă m3/s 1.43ΕΟ4 1.60ΕΌ4 1.43ΕΟ4 1.43EO4 1.63ΕΌ4
Presiune materie primă, kPa 117 145 117 117 117
Preîncălzire materie primă, °C 121,85 118,85 121,85 122,85 123,85
K+, gK+/m3 fracție petrolieră 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00
Punct de injecție gaz nat. aux. n.a. n.a. 75 75 n.a.
□rificii φχ Mărime, cm n.a. n.a. 4x635 4x635 n.a.
Gaz natural auxiliar, Nm3/s 0,000 0,000 0,025 0,039 0,000
Presiune de stingere, kPa 435 490 4 55 448 559
Temperatură de stingere, °C 731,85 732,85 732,85 731,85 732,85
Combustie primară, % 325 325 325 325 400
Combustie globală, % 26,1 23,5 22,8 21,4 23,5
%C al hidroc. auxiliare 0,0 0,0 8,2 12,0 0.0
Nr. I2 (mg/g) 77 55 30 16 48
DBPA, cc/1OO g 183 190 168 148 179
K* - potasiu; n.a. = neaplicabil; Nm3/s (273K, 101,3 kPa);
gK*/m3 fracție petrolieră = grame de K+/m3 materie primă (fracție petrolieră)
RO 115529 Bl
Tabelul 3 [continuare]
Condiții de operare si proprietăți ale negrului de fum Exemplul 595
11 12 13
0-1, m 0,18 0,18 0,18
D-2, m 0,13 0,13 0,13
D-3, m 0,91 0,91 0.91
L-1, m 0,61 0,61 0,61 600
L-2, m 0,30 0,30 0,30
L-3, m 0,23 0,23 0,23
F-1, m 0,11 0,11 0,11
H-1, m n.a. n.a. n.a.
Q, m 7,93 7,93 7,93 605
Secțiunea de intrare în reactor B C C
Aer combustie, Nm3/s 0,447 0,447 0,447
Aer combustie preîncălzit, °C 481,85 481,85 481,85
Gaz natural de ardere, Nm3/s 0,011 0,011 0,011
Raport aer/gaz de ardere 9,7 9,7 9,7 610
Punct de injecție materie primă 32 32 32
Duze φ x Mărime, cm 4x,178 4x.226 4x,226
Debit materie primă m3/s 1.53EO4 1.63EO4 1.63EO4
Presiune materie primă, kPa 126 117 117
Preîncălzire materie primă, °C 121,85 125,85 133,85 615
K+, gK'/m3 fracție petrolieră 0,00 0,00 0,00
Punct de injecție gaz nat. aux. n.a. 76 76
Orificii φχ Mărime, cm n.a. 9x.257 9x.657
Gaz natural auxiliar, Nm3/s 0,000 0,011 0,022
Presiune de stingere, kPa 428 586 579 620
Temperatură de stingere, °C 731,85 732,85 731,85
Combustie primară, % 400 400 400
Combustie globală, % 25,1 22,2 21,1
%C al hidroc. auxiliare 0,0 3,4 6,5
Nr. I2 (mg/g) 169 165 139 625
DBPA, cc/100 g 183 190 168
K* - potasiu; n.a. = neaplicabil; Nm3/s (273K, 101,3 kPa); gK'/m3 fracție petrolieră = grame de K'/m3 materie primă (fracție petrolieră)
630
QÎ
RO 115529 Bl
JU ω CJ ΰ c
ΙΏ CD CO
LL O -909 1013 1430 rx ra cu 1
CD cu O O 0
LU o O CD 1 O O cu I
ra CD 0
rx CD fX ra
Q CD co 1 CD ΙΏ CU i
co CD 0
rx ra 0
O CD ra 1 CD CD cu 1
|x [X □
CD in ra
m t CO 1
CD
cu ra >co c_ CD cu ID ra -565
< CD co ra c_ Ξ5
X
Z3 O
XO co ZJ £_
E )C0 u 4-3 ω
£_ CD
Q. J3
(D c_ ω
(U 4-J
c_ o CD
îatei 'ct E idroi ct E ibilit
t 0 ΛΣ 0 ω c
<D u CD u <D
L·. (0 CD CD \ c_ (ϋ CD _CD \ CD CD
Σ3 0 D CJ T3
Adă CL E ω X 0 ra < Adă xemp 0 ra < idice
5 LL1 UJ LU CD
Caz
cu CD St ra
S o
o co in O ra CD CD
RO 115529 Bl
655
Exemplele 14 - 27. Exemplele 14-27 demonstrează că SSI este mai mic de zero în procedeul prezentei invenții, folosind diferite metode de injecție a hidrocarburii auxiliare și operare la diferite combustii globale și primare. în aceste exemple, numărul de adsorbție a iodului este menținut aproxiamtiv constant, prin adăugare de hidrocarbură auxiliară, care tinde să reducă aria suprafeței negrului de fum și prin reducerea simultană a debitului materiei prime, care tinde să mărească aria suprafeței negrului de fum. în toate cazurile, structura măsurată prin DBPA descrește când se adaugă hidrocarbură auxiliară în loc de materie primă. Mai mult, îndepărtarea materiei prime, menținând toate celelalte debite și configurația reactorului constante, conduce la arii ale suprafeței mai înalte, măsurate prin numărul de adsorbție a iodului. Condițiile matematice, descrise anterior, care asigură ca SSI să fie mai mic de zero sunt îndeplinite de toate operațiile folosite în ex. 14-27.
în exemplele 14-27, prezentate în tabelul 5, s-au introdus 0,447 Nm3/s aer preîncălzit la 482°C și 0,011 Nm3/s gaz natural la temperatura ambiantă de aproximativ 25°C, în prima etapă a procedeului de formare a negrului de fum. în exemplul 14, materia primă generatoare de negru de fum s-a introdus transversal în curentul de gaze de combustie rezultat, la o viteză de 1,65x1ο4 m3/s prin 6 orificii 32, cu diametrul de 0,127 cm, plasate la periferia exterioară a curentului gazelor de combustie. O concentrație a potasiului de 0,74 g/m3 a fost menținută în materia primă prin adăugarea unei soluții apoase de acetat de potasiu. Combustia globală rezultată este estimată la 23,4% și reacția a fost stinsă cu apă la un punct plasat la 7,93 m în aval de planul de injecție a materiei prime. Lucrând în condițiile exemplul 14 s-a obținut negru de fum cu un număr de adsorbție a iodului de 35 mg/g și un DBPA de 130 cm3/100 g. Acest negru de fum este folosit drept control deoarece nu s-a adăugat hidrocarbură auxiliară.
în exemplele 15-17 s-a urmat procedeul din exemplul 14 cu exepția că %C (carbon) din hidrocarbura auxiliară s-a mărit de la zero la 2,6%, 6% și 10,4%, menținând numărul de adsorbție a iodului aproximativ constant prin adăugare de hidrocarbură auxiliară și descreșterea debitului materiei prime. Hidrocarbura auxiliară s-a adăugat ca înveliș 75 de gaze naturale în jurul duzelor de materie primă. Procentul de carbon al hidrocarburii auxiliare a fost mărit la 2,6% în exemplul 15 prin reducerea vitezei materiei prime la 1,44x104 m3/s și adăugarea a 0,007 Nm3/s hidrocarbură auxiliară care a dus la o creștere a combustiei globale de la 23,4 la 25,0%. în exemplul 16 combustia globală a fost mărită la 26,2%, în timp ce s-a menținut constantă aria suprafeței, prin reducerea debitului de materie primă la 1,29x104 m3/s și creșterea debitului de gaz auxiliar la 0,016 Nm3/S. în exemplul 17 combustia globală a fost mărită la 28,2% prin reducerea în continuare a debitului de materie primă la 1,09x1ο4 m3/s și creșterea debitului de agz natural auxiliar la 0,025 Nm3/S. Rezultatele prezentate în exemplele 14-17 demonstrează că DBPA este redus continuu de la valoarea de 130 cm3/100 g din exemplul de control 15 la 112, 110 și 100 cm3/199 g, pe măsură ce procentul de gaz natural auxiliar crește. După cum s-a arătat, valorile SSI pentru aceste operații sunt dovedite matematic a fi mai mici de zero.
Exemplele 18 -19. Exemplul 18 este o experiență de control în timpul căreia materia primă generatoare de negru de fum s-a introdus transversal în curentul de gaze de combustie fierbinți, rezultat la o viteză de 1,63x1ο4 m3/s prin 4 orificii 32 cu diametrul de 0,226 cm, plasate la periferia exterioară a curentului de gaze de combustie fierbinți. Condițiile de combustie din prima etapă folosite în exemplul 18 au fost identice cu cele din exemplul 14.
660
665
670
675
680
685
690
695
RO 115529 Bl
Concentrația de potasiu de 13,2 g/m3 s-a menținut în materia primă prin adăugarea unei soluții apoase de acetat de potasiu. Nivelul global de combustie este estimat la 23,5% și reacția a fost stinsă prin adăugare de apă într-un punct plasat la 7,93 m în aval de planul de injecție a materiei prime. S-a obținut un negru de fum având un număr de adsorbție a iodului de 49 mg/g și DBPA de 101 cc/100 g. în exemplul 19, %C al hidrocarburii auxiliare a fost de 4,0 față de zero, cât a fost în exemplul 18, menținând constant numărul de adsorbție a iodului prin reducerea debitului materiei prime la 1,35x10* m3/s și introducerea a 0,011 Nm3/s hidrocarbură auxiliară, transversal la planul de injecție a materiei prime, prin 4 orificii cu diametrul de 0,635 cm plasate între curentele de alimentare a materiei prime. Creșterea %C la un număr de adsorbție a iodului constant a dat un negru de fum cu DBPA de 78 cm3/100 g care este cu 23 puncte mai mic decât controlul în exemplul 18.
Tabelul 5
Condiții de operare și proprietăți ale negrului de fum.
Condiții de operare si proprietăți ale negrului de fum Exemplul
14 15 16
D-1. m 0,18 0.18 0.18
D-2, m 0,11 0,11 0.11
D-3, m 0,69 0,69 0,69
L-1. m 0,61 0.61 0,61
L-2, m 0,30 0,30 0.30
L-3, m 0,23 0.23 0,23
F-1, m 0,11 0,11 0,11
H-1, m n.a. n.a. n.a.
Q. m 7,93 7,93 7,93
Secțiunea de intrare în reactor A A A
Aer combustie. Nm3/s 0.447 0,447 0,447
Aer combustie preîncălzit, °C 481,85 481,85 481,85
Gaz natural de ardere, Nm’/s 0,011 0,011 0,011
Raport aer/gaz de ardere 9.7 9,7 9,7
Punct de injecție materie primă 32 32 32
Duze φ x Mărime, cm 6x127 6x127 6x. 127
Debit materie primă m3/s 1.65EO4 1.44ΕΌ4 1,296-04
Presiune materie primă, kPa 628 497 386
Preîncălzire materie primă. °C 127,85 122.85 116,85
K*. gK’/m3 fracție petrolieră 0.74 0,74 0.74
Punct de injecție gaz natural auxiliar n.a. 765 75
Orificii φχ Mărime, cm n.a. 6x.356 6x356
Gaz natural auxiliar. Nm3/s 0,000 0.007 0.016
Presiune de stingere. kPa 572 566 566
Temperatură de stingere. °C 732,85 729,85 732,85
Combustie primară. % 400 400 400
Combustie globală, % 23.4 25,0 26,2
%C al hidrocarburii uxiliare 0.0 2.6 6.0
Număr l2 (mg/g) 35 34 36
DBPA, cc/100 g 130 112 110
RO 115529 Bl
Tabelul 5 [continuare]
750
Condiții de operare si proprietăți ale negrului de fum Exemplul
14 15 16
D-2, m 0,11 0,13 0,13
□-3. m 0,69 0,91 0,91
L-1, m 0,61 0,61 0,61
L-2, m 0,30 0,30 0,30
L-3, m 0,23 0,23 0,23
F-1. m 0,11 0,11 0,11
H-1, m n.a. n.a. n.a.
Q. m 7.93 7.93 7,93
Secțiunea de intrare în reactor A B B
Aer combustie, Nm3/s 0.447 0,447 0,447
Aer combustie preîncălzit, °C 481,85 481.85 481,85
Gaz natural de ardere, Nm3/s 0,011 0,011 0,011
Raport aer/gaz de ardere 9,7 9.7 9,7
Punct de injecție materie primă 32 32 32
Duze φ x Mărime, cm 6x. 127 4x.226 4x.226
Debit materie primă m3/s 1.0SEO4 1,63804 1,35804
Presiune materie primă. kPa 248 97 69
Preîncălzire materie primă, °C 128,85 101,85 110,85
K*. gKVm3 fracție petrolieră 0,74 13,20 13,20
Punct de injecție gaz natural auxiliar 75 n.a. 75
Orificii φχ Mărime, cm 6x.356 n.a 4x.635
Gaz natural auxiliar, Nm3/s 0,025 0,000 0,011
Presiune de stingere. kPa 517 517 476
Temperatură de stingere, °C 731,85 732,85 732,85
Combustie primară, % 400 400 400
Combustie globală, % 28,2 23,5 26,3
%C al hidrocarburii auxiliare 10.4 0.0 4,0
Număr de l2 (mg/g) 37 49 50
DBPA, cc/100 g 100 101 78
755
760
765
770
775
K* - potasiu; n.a. = neaplicabil; Nma/s (273K, 101,3 kPa); gKVm3 fracție petrolieră = grame de K’/m3 materie primă (fracție petrolieră)
780
RO 115529 Bl
Exemplele 20 - 25. Exemplele 20-25 prezentate în tabelul 6 demonstrează că nivelele de combustie primară mai mici decât cele din exemplele 1-19 sunt și ele adecvate pentru operare în procedeul conform invenției și în care SSI este mai mic decât zero.
în exemplele 20-25, negrul de fum cu structură mai joasă este obținut la numere de adsorbție a iodului constante, prin creșterea debitului de gaz natural auxiliar și reducerea simultană a debitului de materie primă, operând la o combustie primară de 250%. Exemplul 20 este o experiență de control în care, în prima etapă, s-au introdus 0,63 Nm3/s aer preîncălzit la 482°C și 0,026 Nm3/s gaz natural la temperatura ambiantă de aproximativ 25°C. Combustia primară a fost estimată la 250%. Materia primă generatoare de negru de fum s-a introdus transversal în curentul rezultat de gaze de combustie fierbinți, cu o viteză de 2,49 x 1O4 m3/s prin 4 orificii 32, cu diametrul de 0,206 cm, plasate la periferia exterioară a curentului de gaze de combustie fierbinți. Concentrația de potasiu de 26,93 g/m3 s-a menținut, în materia primă, prin adăugarea unei soluții apoase de acetat de potasiu. Combustia globală rezultată este estimată la 21,1% și reacția s-a stins prin adăugare de apă întrun punct plasat la aproximativ 7,93 m în aval de planul de injecție a materiei prime. S-a obținut un negru de fum de referință având un număr de adsorbție a iodului de 49 mg/g și DBPA de 122 cm3/100 g. în exemplul 21 s-a urmat procedeul din exemplul 20 cu deosebirea că %C al hidrocarburii auxiliare, care în exemplul 21 s-a mărit la 9,2% prin adăugare de 0,03 Nm3/s gaz natural auxiliar și debitul materiei prime a fost redus simultan la 1,74. 10-4 m3/s pentru a menține aria suprafeței aproximativ constantă. Hidrocarbura auxiliară s-a adăugat transversal la planul de injecție a materiei prime prin 4 orificii 75, plasate între curentele de materie primă. Negrul de fum rezultat a avut o structură, măsurată prin DBPA, de 76 cm3/100 g.
Exemplul 22 este de control și a fost efectuat în condițiile exemplului 20, cu deosebire că debitul materiei prime a fost redus la 2,22x1ο-4 m3/s, ceea ce a condus la o creștere a nivelului de combustie globală la 23,5%. Această operare a condus la un negru de fum cu un număr de adsorbție a iodului de 60 mg/g și DBPA de 102 cm3/100 g. în exemplul 23, numărul de adsorbție a iodului a fost menținut aproximativ constant la 60 mg/g, în timp ce %C al hidrocarburii auxiliare a fost mărit la 8,4%, prin creșterea debitului de gaz natural auxiliar la 0,031 Nm3/s și reducerea debitului materiei prime la 1,63x10-4 m3/s. Gazul natural auxiliar s-a introdus transversal față de planul de injecție a materiei prime prin 4 orificii 75, cu diametrul de 0,635 cm, plasate între curenții de materie primă. Nivelul de combustie globală a fost estimat la 27%. Structura negrului de fum obținut a fost redusă la 79 cm3/100 g.
Experiența de control a exemplului 24 a fost efectuată folosind aproxiamtiv aceleași condiții de operare ca în exemplul 20 și obținând un negru de fum similar, având un număr de adsorbție al iodului de 47 mg/g și DBPA de 122 cm3/100 g. Condițiile exemplului 24 s-au folosit și în exemplul 25, cu excepția faptului că % C al hidrocarburii auxiliare, care a fost mărit la 5,0% prin adăugarea a 0,022 Nm3/s gaz natural auxiliar, transversal prin 6 orificii cu diametrul de 0,345 cm, distanțate egal în jurul circumferinței sondei plasate central 72, menținând un număr de adsorbție a iodului, constant, prin reducerea debitului de materie primă la 2,03 χ 1O4 m3/s. Negrul de fum rezultat are DBPA de 100 cc/100 g.
RO 115529 Bl
830
Tabelul 6
Condiții de operare și proprietăți ale negrului de fum.
Condiții de operare si proprietăți ale negrului de fum Exemplul
20 21 22
D-1, m 0,18 0,18 0,18
D-2, m 0,13 0,13 0,13
D-3, m 0,91 0,91 0,91
L-1, m 0,61 0,61 0,61
L-2, m 0,30 0,30 0,30
L-3, m 0,23 0,23 0,23
F-1, m 0,11 0,11 0,11
H-1, m n.a. n.a. n.a.
Q, m 7,93 7,93 7,93
Secțiunea de intrare în reactor B B B
Aer combustie, Nm3/s 0,634 0,634 0,634
Aer combustie preîncălzit, °C 481,85 481,85 481,85
Gaz natural de ardere, Nma/s 0,026 0,026 0,026
Raport aer/gaz de ardere 9,7 9.7 9,7
Punct de injecție materie primă 32 32 32
Duze φ x Mărime, cm 4x.2O6 4x.16O 4x.2O6
Debit materie primă m3/s 2,49604 1,74604 2,22604
Presiune materie primă, kPa 372 510 290
Preîncălzire materie primă, °C 110,85 116,85 112,85
K*, gK+/m3 fracție petrolieră 26,93 26,93 26,93
Punct de injecție gaz natural auxiliar n.a. 75 n.a.
Orificii φχ Mărime, cm n.a. 4x,635 n.a.
Gaz natural auxiliar, Nm3/s 0,000 0,036 0,000
Presiune de stingere, kPa 773 697 821
Temperatură de stingere, °C 732,85 733,85 732,85
Combustie primară, % 250 250 250
Combustie globală, % 21,1 25,2 23,5
%C al hidrocarburii auxiliare 0,0 9.2 0,0
Număr la [mg/g] 49 47 60
DBPA, cc/100 g 122 76 102
835
840
845
850
855
860
K+ - potasiu; n.a. = neaplicabil; Nm3/s [273K, 101,3 kPa); glC/m3 fracție petrolieră = grame de K*/m3 materie primă [fracție petrolieră)
865
RO 115529 Bl
Tabelul 6 (continuare)
Condiții de operare si proprietăți ale negrului de fum Exemplul
23 24 25
D-1, m 0,18 0,18 0,18
D-2, m 0,11 0,13 0,13
D-3, m 0,91 0,91 0,91
L-1, m 0,61 0,61 0,61
L-2, m 0,30 0,30 0,30
L-3, m 0,23 0,23 0,23
F-1, m 0,11 0,11 0,11
H-1, m n.a. n.a. 0,00
Q, m 7,93 7,93 7,93
Secțiunea de intrare în reactor B B B
Aer combustie, Nm3/s 0,634 0,634 0,634
Aer combustie preîncălzit, °C 481,85 481,85 481,85
Gaz natural de ardere, Nm3/s 0,026 0,026 0,026
Raport aer/gaz de ardere 9,7 9,7 9.7
Punct de injecție materie primă 32 32 32
Duze φ χ Mărime, cm 4x.16O 4x.2O6 4x.185
Debit materie primă m3/s 1,63604 2,49604 2.03E-04
Presiune materie primă, kPa 531 428 448
Preîncălzire materie primă, °C 116,85 121,85 133,85
K+, gK‘/m3 fracție petrolieră 26,93 26,93 26,93
Punct de injecție gaz natural auxiliar 75 n.a. 70
Orificii φχ Mărime, cm 4x,635 n.a 6x.345
Gaz natural auxiliar, Nm3/s 0,031 0,000 0,022
Presiune de stingere, kPa 745 828 773
Temperatură de stingere, °C 732,85 734,85 735,85
Combustie primară, % 250 250 250
Combustie globală, % 27,0 21,2 23,5
%C al hidrocarburii auxiliare 8,4 0.0 5,0
Nunăr de la (mg/g) 61 47 47
DBPA, cc/100 g 79 122 100
K* - potasiu; n.a. = neaplicabil; Nm3/s (273K, 101,3 kPa); gK+/m3 fracție petrolieră = grame de K+/m3 materie primă [fracție petrolieră)
RO 115529 Bl
905
Exemplele 26 - 27. Exemplele 26 și 27 din tabelul 7 ilustrează prezenta invenție la o combustie primară de 147%. în exemplul 26, s-a introdus, în prima treaptă a zonei de combustie 0,447 Nm3/s, aer preîncălzit la o temperatură de 482°C și 0,031 Nm3/s gaz natural la temperatura ambiantă de aproximativ 25°C. Materia primă generatoare de negru de fum s-a introdus transversal în curentul rezultat de gaze de combustie fierbinți, la o viteză de 1,64x104 m3/s, prin 4 orificii 32 cu diametrul de 0,185 cm, plasate la periferia exterioară a curentului gazelor de combustie. Concentrația de potasiu de 43,82 g/m3 s-a menținut în materia primă prin adăugarea unei soluții apoase de acetat de potasiu. Combustia globală rezultată a fost de 21,2% și reacția s-a stins prin adăugare de apă la un punct plasat la aproximativ 7,93 m în aval de planul de injecție a materiei prime. S-a obținut un negru de fum de referință, având un număr de adsorbție a iodului de 61,0 mg/g și DBPA de 122 cm3/100 g. în exemplul 27 s-au folosit aceleași condiții de operare ca în exemplul 26, cu excepția faptului că %C al hidrocarburii auxiliare s-a mărit la 14,2% prin introducerea a 0,036 Nm3/s gaz natural auxiliar, tansversal, față de planul de injecție a materiei prime, prin 4 orificii 75 cu diametrul de 0,635 cm între curenții de materie primă, menținând constant numărul de adsorbție a iodului prin reducerea debitului materiei prime la 9,79x1ο-5 m3/s. DBPA al negrului de fum rezultat a fost redus la 99 cm3/100 g.
910
915
920
Tabelul 7
925
Condiții de operare și proprietățile ale negrului de fum
Condiții de operare și proprietăți ale negrului de fum Exemplul
26 27
D-1, m 0,18 0,18
D-2, m 0,13 0,13
D-3, m 0,91 0,91
L-1, m 0,61 0,61
L-2, m 0,30 0,30
L-3, m 0,23 0,23
F-1, m 0,11 0,11
H-1, m n.a. n.a.
Q, m 7,93 7,93
Secțiunea de intrare Tn reactor B B
Aer combustie, Nm3/s 0,447 0,447
Aer combustie preîncălzit, °C 481,85 481,85
Gaz natural de ardere, Nm3/s 0,031 0,031
Raport aer/gaz de ardere 9,7 9,7
Punct de injecție materie primă 32 32
Duze φ χ Mărime, cm 4x.185 4x.14O
Debit materie primă m3/s 1,64804 1,79604
Presiune materie primă, kPa 290 324
K+ - potasiu; n.a. = neaplicabi!; Nm3/s (273K, 101,3 kPa); gK+/m3 fracție petrolieră = grame de K+/m3 materie primă (fracție petrolieră)
930
935
940
945
RO 115529 Bl
Tabelul 7 (continuare]
Condiții de operare și proprietăți ale negrului de fum Exemplul
26 27
K\ gK*/m3 fracție petrolieră 43,82 43,82
Punct de injecție gaz natural auxiliar n.a. 75
Orificii φχ Mărime, cm n.a. 4x.635
Gaz natural auxiliar, Nm3/s 0,000 0,036
Presiune de stingere, kPa 607 559
Temperatură de stingere, °C 732,85 732,85
Combustie primară, % 147 147
Combustie globală, % 21,2 25,9
%C al hidrocarburii auxiliare 0.0 14,2
Număr de la (mg/g] 61 60
DBPA, cc/100 g 122 99
IC - potasiu; n.a. = neaplicabil; Nm3/s (273K, 101,3 kPa); gK+/m3 fracție petrolieră = grame de K+/m3 materie primă (fracție petrolieră]
Exemplele 28 - 32. Exemplele 28-32, prezentate în tabelul 8, arată capacitatea procedeului conform invenției de a produce un SSI care este mai mic de zero indiferent de metoda de injectare sau atomizare a materiei prime. în exemplele 28-32 se injectează materia primă prin atomizare sub presiune, transversal. Aceste exemple permit compararea modului de injectare funcție de adăugarea hidrocarburii auxiliare pentru micșorarea numărului de adsorbție a iodului și DBPA.
în exemplele 28-32, în prima etapă, s-au introdus 0,447 Nm3/s aer la o temperatură de 482°C și 0,011 Nm3/s gaz natural la o temperatură ambiantă de 25°C. Combustia primară a fost estimată la 400%. în aceste exemple, materia primă generatoare de negru de fum s-a introdus transversal, prin 4 orificii 32, cu diametrul de 0,079 cm, fiecare echipat cu dispozitiv care facilitează atomizarea prin conferirea unei componente a vitezei unghiulare materiei prime care intră în proces. în exemplele 28,29 și 31, debitul de materie primă a fost mărit de la 1,26 χ 104 m3/s la 1,40 x 1O4 m3/s și respectiv 1,54 χ 1O4 m3/s pentru a demonstra răspunsul ariei suprafeței și structurii la variațiile de debit ale materiei prime, fără adăugare de hidrocarbură auxiliară. în exemplele 30 și 32, gazul natural auxiliar s-a adăugat prin 4 orificii 75, cu diametrul de 0,635 cm, plasate la periferia exterioară a curentului gazelor de combustie din prima etapă la viteze de 0,015 Nm3/s și respectiv 0,029 Nm3/s. Debitul materiei prime a fost constant la 1,26x104 m3/s, debitul folosit în exemplul 28.
Valorile SSI din exemplul 28-32 sunt prezentate în tabelul 9 sub cazurile G și H. Valorile SSI sunt mai mici de zero, demonstrând că prezenta invenție poate fi realizată indiferent dacă curentul de materie primă intră în zona de reacție atomizat sau coerent.
Exemplele 33-37. în exemplele 33-37 s-a procedat ca în exemplele 28-32, cu diferența că materia primă s-a injectat în proces în direcția axială printr-o duză de atomizare sub presiune 70, cu diametrul de 0,305 cm care realizează descărcarea de la capătul sondei 72, care a fost retrasă cu 0,25 m de pe punctul de mijloc axial al etapei a 2-a a prezentului procedeu. Duza a fost de tip Monarch nr. F-94-120-45 de la Monarch Manufacturing (Philadelphia, PA, USA).
RO 115529 Bl
995
SSi din exemplele 33-37 sunt prezentate în tabelul 9, sub cazurile I și J. Valorile SSI sunt mai mici de zero demonstrând că prezenta invenție poate fi realizată indiferent dacă curentul de materie primă intră în zona de reacție transversal sau axial. Este de așteptat ca și alte metode de injecție și atomizare a materiei prime să fie adecvate pentru utilizarea în procedeul prezentei invenții și, de aceea, procedeul prezentei invenții nu este limitat la o metodă anume de introducere a materiei prime în procedeul de obținere a negrului de fum.
Tabelul 8
1000
Condiții de operare și proprietățile ale negrului de fum
Condiții de operare si proprietăți ale negrului de fum Exemplul
28 29 30 31
D-2, m 0,13 0,13 0,13 0,13
D-3, m 0,69 0,69 0,69 0,69
L-1, m 0,61 0,61 0,61 0,61
L-2, m 0,30 0,30 0,30 0,30
L-3, m 0,23 0,23 0,23 0,23
F-1, m 0,11 0,11 0,11 0,11
H-1, m n.a. n.a. n.a. n.a.
Q, m 7,93 7,93 7,93 7,93
Secțiunea de intrare în reactor B B B B
Aer combustie, Nm3/s 0,447 0,447 0,447 0,447
Aer combustie preîncălzit, °C 481,85 481,85 481,85 481,85
Gaz natural de ardere, Nm3/s 0,011 0,011 0,011 0,011
Raport aer/gaz de ardere 9,7 9,7 9,7 9,7
Punct de injecție materie primă 32 32 32 32
Duze φ x Mărime, cm 4x.2O79 4x.O79 4x.O79 4x.O79
Debit materie primă m3/s 1,26604 1,40804 1,26604 1,54804
Presiune materie primă, kPa 2,552 3,104 2,531 3,773
Preîncălzire materie primă, °C 128,85 126,85 128,85 127,85
K\ gK‘/m3 fracție petrolieră 0,00 0,00 0,00 0,00
Punct de injecție gaz natural auxiliar n.a. n.a 75 n.a.
Gaz natural auxiliar, Nm3/s 0,000 0,025 0,015 0,000
Presiune de stingere, kPa 559 4572 572 600
Temperatură de stingere, °C 733,85 730,85 731,85 733,85
Combustie primară, % 400 400 400 400
Combustie globală, % 30,0 27,2 27,3 25,0
%C al hidrocarburii auxiliare 0,0 0,0 5,6 0,0
Număr de iod, (mg/g) 96 81 59 66
DBPA, cc/100 g 170 184 173 184
K+ - potasiu; n.a. = neaplicabil; Nm3/s (273K, 101,3 kPa); gK+/m3 fracție petrolieră = grame de K+/m3 materie primă (fracție petrolieră)
1005
1010
1015
1020
1025
1030
RO 115529 Bl
Tabelul 8 (continuare)
Condiții de operare și proprietăți ale negrului de fum Exemplul
32 33 34
D-1, m 0,18 0,18 0,18
D-2, m 0,13 0,13 0,13
□-3, m 0,69 0,69 0,69
L-1, m 0,61 0,61 0,61
L-2, m 0,30 0,30 0,30
L-3, m 0,23 0,23 0,23
F-1, m 0,11 0,11 0,11
H-1, m n.a. 0,25 0,25
Q, m 7,93 7,93 7,93
Secțiunea de intrare în reactor B B B
Aer combustie, Nm3/s 0,447 0,447 0,447
Aer combustie preîncălzit, °C 481,85 481,85 481,85
Gaz natural de ardere, Nm3/s 0,011 0,011 0,011
Raport aer/gaz de ardere 9,7 9,7 9,7
Punct de injecție materie primă 32 70 70
Duze φ x Mărime, cm 4x.O79 1x.3O5 1x.3O5
Debit materie primă m3/s 1.26EO4 1.26E-04 1.40EO4
Presiune materie primă, kPa 2,524 1,448 1,766
Preîncălzire materie primă, °C 128,85 126,85 129,85
K*, gK?/m3 fracție petrolieră 0,00 0,00 0,00
Punct de injecție gaz natural auxiliar 75 n.a. n.a.
Orificii φχ Mărime, cm 4x.635 n.a. n.a.
Gaz natural auxiliar, Nm3/s 0,028 0,000 0,000
Presiune de stingere, kPa 572 517 607
Temperatură de stingere, °C 731,85 734,85 730,85
Combustie primară, % 400 400 400
Combustie globală, % 25,2 30,0 27,2
%C al hidrocaeburii auxiliare 10,4 0,0 0,0
Număr l2 (mg/g) 33 74 64
DBPA, cc/100 g 156 147 179
K+ - potasiu; n.a. = neaplicabil; Nm3/s (273K, 101,3 kPa); gK+/m3 fracție petrolieră = grame de K’/m3 materie primă (fracție petrolieră]
RO 115529 Bl
Tabelul 8 (continuare) 1070
Condiții de operare si proprietăți ale negrului de fum Exemplul
35 36 37
D-1, m 0,18 0,18 0,18
D-2, m 0,13 0,13 0,13
D-3, m 0,69 0,69 0,69 1075
L-1, m 0,61 0,61 0,61
L-2, m 0,30 0,30 0,30
L-3, m 0,23 0,23 0,23
F-1, m 0,11 0,11 0,11
H-1, m 0,25 0,25 0,25 1080
Q, m 7,93 7,93 7,93
Secțiunea de intrare în reactor B B B
Aer combustie, Nm3/s 0,447 0,447 0,447
Aer combustie preîncălzit, °C 481,85 481,85 481,85
Gaz natural de ardere, Nm3/s 0,011 0,011 0,011 1085
Raport aer/gaz de ardere 9,7 9,7 9,7
Punct de injecție materie primă 70 70 70
Duze φ x Mărime, cm 1x.3O5 1x.3O5 1x.3O5
Debit materie primă m3/s 1,26604 1,54604 1,26604
Presiune materie primă, kPa 1,448 1,438 1,442 1090
Preîncălzire materie primă, °C 130,85 127,85 130,85
K\ gK*/m3 fracție petrolieră 0,00 0,00 0,00
Punct de injecție gaz natural auxiliar 75 n.a. 75
Orificii φχ Mărime, cm 4x,635 n.a. 4x.635
Gaz natural auxiliar, Nm3/s 0,015 0,000 0,029 1095
Presiune de stingere, kPa 586 607 572
Temperatură de stingere, °C 735,85 732,85 736,85
Combustie primară, % 400 400 400
Combustie globală, % 27,3 25,0 25,2
%C al hidrocaeburii auxiliare 5,6 0,0 10,4 1100
Număr l2 (mg/g) 57 53 39
DBPA, cc/100 g 173 179 155
K+ - potasiu; n.a. = neaplicabil; Nm3/s (273K, 101,3 kPa); gKVm3 fracție petrolieră = grame de K‘/m3 materie primă (fracție petrolieră)
1105 cn
QJ •o
RO 115529 Bl
Adăugare materie primă 3336 cu in 1 Adăugarea hidrocarburii auxiliare 3337 -1.229 Indice de sensibilitate a structurii (SSI) -85
3334 -3200 3335 -1529 -52
I 2831 -468 cu co 00 cu 222 -147
u CD CVI co cu -933 2830 op CD 1
Cazul Exemple SAS (cc/100 mg) Exemple SAS (cc/100 mg)
- cu co in
JD c ZJ O c <ro
O
RO 115529 Bl
Exemplele 38 - 40. Exemplele 38-40 dn tabelul 11 demonstrează realizarea procedeului prezentei invenții când se folosește o hidrocarbură lichidă ușoară ca hidrocarbură auxiliară. Hidrocarbura lichidă a fost un combustibil Diesel, accesibil comercial denumit Diesel tip-2 și care are proprietățile prezentate în tabelul 10.
Tabelul 1D
1130
Proprietățile hidrocarburii auxiliare lichide [Combustibil Diesel tip-D2)
Raport H/C 168
Hidrogen, % în greutate 122
Carbon, % în greutate 865
Sulf, % în greutate 3
Azot, % în greutate < 0,1
Greutate API-288,6/288,6 K 354
Greutate specifică, 288,6/288,6 K 848
Viscozitate, 327,4 K, m2/s 2,7x1ο-6
Viscozitate 371,9 K, ma/s < 1,8x1ο-6
1135
1140 în aceste exmeple s-au introdus în zona de combustie 0,634 Nm3/s aer preîncălzit la 482°C și 0,016 Nm3/s gaz natural la temperatura ambiantă de aproximativ 25°C. Combustia primară s-a estimat la 400%. Exemplul 38 reprezintă o experiență de control în timpul căreia materia primă generatoare de negru de fum s-a introdus transversal în zona 12, la o viteză de 1,9x1ο4 m3/s, prin 4 orificii 32, cu diametrul de 0,026 cm, plasate la periferia exterioară a curentului de gaze de combustie. Combustia globală este estimată la 28,2% și reacția s-a stins cu apă la un punct la aproxiamtiv 7,93 în aval de planul de injecție al materiei prime. Negrul de fum rezultat are un număr de adsorbție a iodului de 70 mg/g și un DBPA de 150 cm3/100 g. în exemplul 39 condițiile de operare au fost identice cu cele folosite în exemplul 38 cu diferența că combustia globală s-a redus în exemplul 39 la 23,6% prin amestecarea combustibilului la o viteză de 4,53x1 θ'5 m3/s cu curentul de materie primă înainte de introducerea materiei prime combinate cu combustibilul Diesel în procesul de formare a carbonului. Amestecul de materie primă generatoare de negru de fum și combustibil Diesel s-a introdus transversal în curentul de gaze de combustie prin patru orificii 32 cu diametrul 0,226 cm, plasate la periferia exterioară a curentului gazelor de combustie. Negrul de fum astfel obținut are un număr de adsorbție a iodului de 31 mg/g și DBPA de 141 cm3/100 g. în exemplul 40, condițiile de operare au fost identice cu cele folosite în exemplul 38, cu diferența că,în exemplul 40, combustia globală s-a redus la 24,5%, prin creșterea debitului de materie primă generatoare de negru de fum la 2,21x1ο4 m3/s. în exemplul 40, materia primă s-a introdus transversal în curentul de gaze de combustie prin patru orificii 32, cu diametrul 0,226 cm, plasate la periferia exterioară a curentului gazelor de combustie. Negrul de fum astfel obținut are un număr de adsorbție al iodului de 45 mg/g și DBPA de 147 cm3/1D0 g. Valoarea SSI calculată din valorile SAS pentru exemplele 38-40 este mai mică de zero și este prezentată în cazul K, în tabelul 12.
1145
1150
1155
1160
1165
1170
RO 115529 Bl
Condiții de operare și proprietățile negrului de fum
Tabelul 11
Condiții de operare și proprietăți ale negrului de fum Exemplul
38 39 40
D-1, m 0,18 0,18 0,18
D-2, m 0,13 0,13 0,13
D-3, m 0,69 0,69 0,69
L-1, m 0,61 0,61 0,61
L-2, m 0,30 0,30 0,30
L-3, m 0,23 0,23 0,23
F-1, m 0,11 0,11 0,11
H-1, m n.a. n.a. n.a.
Q, m 7,93 7,93 7,93
Secțiunea de intrare în reactor B B B
Aer combustie, Nm3/s 0,634 0,634 0,634
Aer combustie preîncălzit, °C 482 482 482
Gaz natural de ardere, Nm3/s 0,016 0,016 0,016
Raport aer/gaz de ardere 9,7 9,7 9,7
Punct de injecție materie primă 32 32 32
Duze φ x Mărime, cm 4x.2O6 4x.226 4x.226
Debit materie primă m3/s 1.91E-O4 1.91E-O4 2,21 E-04
Presiune materie primă, kPa 290 297 243
Preîncălzire materie primă, °C 121,85 123,85 122,85
K+, gK+/m3 fracție petrolieră 0,00 0,00 0,00
Punct de injecție Diesel 32 32 32
Debit Diesel, m3/s 0,00 4.53E-O5 0,00
Presiune de stingere, kPa 938 902 940
Temperatură de stingere, °C 733,85 731,85 731,85
Combustie primară, % 400 400 400
Combustie globală, % 28,2 23,6 24,5
%C al hidrocarburii auxiliare 0,0 14,0 0,0
Număr de iod, (mg/g) 70 31 45
DBPA, cc/100 g 150 141 147
K+ - potasiu; n.a. = neaplicabil; Nm3/s (273K, 101,3 kPa]; gK'/m3 fracție petrolieră = grame de K*/m3 materie primă (fracție petrolieră) o cu
1Ό CU
CU
RO 115529 Bl
ID
CU
O CU CU δ o -δ c
14 Adăugarea materiei primă O ^r co co cu Adăugarea hidrocarburii auxiliare 3839 235 -94
Cazul Exemple SAS (cc/100 mg] Exemple SAS (cc/100 mg) Indice de sensibilitate a structurii (SSI)
- cu co in
CU G?
Ό c <ω
L_
_c 'C _o >
ro ω t_ φ
ZJ o (0 o
RO 115529 Bl
Exemplele 41 - 45. în exemplele 41-45 din tabelul 13 prezenta invenție este realizată prin micșorarea ariei suprafeței și structurii, ca^ urmare a adăugării de hidrocarbură auxiliară, menținând celelalte debite constante. în aceste exemple, în zona de combustie s-au introdus 0,101 Nm3/s, aer preîncălzit la 482°C și 0,003 Nm3/s gaz natural la temperatura ambiantă de aproximativ 25°C. Combustia primară s-a estimat la 400%. Reacția s-a stins cu apă într-un punct la aproximativ 4,9 m în aval de planul de injecție a materiei prime.
Exemplul 41 reprezintă o experiență de control, în care materia primă generatoare de negru de fum s-a introdus transversal în zona 12 cu o viteză de 2,65x10-5 m3 prin trei orificii 32, cu diametrul de 0,102 cm, plasate la periferia exterioară a curentului de gaze de combustie. Combustia globală rezultată este estimată la 32,0%. Negrul de fum rezultat are un număr de adsorbție a iodului de 92 mg/g și un SBPA de 142 cc/10Og.
în exemplul 42 condițiile de operare au fost indentice cu cele din exemplul 41, cu diferența că combustia globală a fost mărită la 35,0% prin reducerea debitului materiei prime la 2,407x1 CT5 m3. Materia primă generatoare de negru de fum s-a introdus transversal în curentul de gaze de combustie fierbinte prin 3 orificii 32, cu diametrul de 0,091 cm, plasate la periferia exterioară a curentului de gaze de combustie din prima etapă. Negrul de fum produs astfel are un număr de adsorbție a iodului de 117 mg/g și SBPA de 153 cm3/1 OOg.
în exemplul 43 condițiile de operare au fost identice cu cele din exemplul 41, cu excepția faptului că combustia globală a fost redusă la 29,4% prin adăugarea hidrocarburii auxiliare ca un înveliș de gaze naturale în jurul duzelor de materie primă. %C al hidrocarburii auxiliare a fost mărit la 5,1% în exemplul 43 prin adăugarea a 0,003 Nm3/s gaz natural. în exemplul 43 materia primă s-a introdus transversal în curentul de gaze de combustie fierbinți prin trei orificii 32, cu diametrul de 0,1002 cm, plasate la periferia exterioară a curentului de gaze de combustie. Negrul de fum obținut astfel are un număr de adsorbție a iodului de 60 mg/g și un DBPA de 121,8 cm3/100 g. Valoarea SSI calculată din valorile SAS pentru exemplele 41^43 este mai mică decât zero, cum este prezentat în cazul L din tabelul 14.
în exemplul 44, condițiile de operare au fost identice cu cele din exemplul 41 cu excepția combustiei globale care a fost redusă la 28,7% prin adăugarea hidrocarburii auxiliare ca un înveliș 75, de propan gazos în jurul duzelor de materie primă. %C al hidrocarburii auxiliare s-a mărit la 8,0% prin adăugarea a 0,001 Nm3/s propan gazos. în exemplul 44, materia primă s-a introdus transversal în curentul de gaze de cumbustie fierbinți prin trei orificii 32, de diametru 0,102 cm, plasate la periferia exterioară a curentului de gaze de combustie. Negrul de fum obținut are un număr de adsorbție a iodului de 49 mg/g și SBPA de 114 cm3/100 g. Valoarea SSI calculată din valorile SAS pentru exemplele 41, 42 și 44 este mai mică decât zero, cum este prezentat în cazul M din tabelul 14.
în exemplul 45 condițiile de operare au fost identice cu cele din exemplul 41, cu diferența că s-a redus combustia globală la 30,5%, prin adăugare de hidrocarbură auxiliară ca un înveliș 75 de hidrogen gazos în jurul duzelor de materie primă. %H din hidrocarbura auxiliară s-a mărit la 2,1% în exemplul 45 prin adăugarea a 0,006 Nm3/s hidrogen gazos. în exemplul 45, materia primă s-a introdus transversal în curentul de gaze de combustie fierbinți prin trei orificii 32, cu diametrul de 0,102 cm, plasate la periferia exterioară a curentului gazelor de combustie. Negrul de fum obținut astfel are un număr de adsorbție a iodului de 77 mg/g și DBPA de 134 cm3/100 g. Valoarea SSI calculată din valorile SAS pentru exemplul 41, 42 și 45 este mai mică de zero, cum este prezentată în cazul N din tabelul 14.
Exemplele prezentate demonstrează că în condiții bine definite de combustie primară și combustie globală, adăugând hidrocarbură auxiliară la procedeul de formare a negrului de fum în mai multe etape, într-o asemenea manieră, că hidrocarbura auxiliară nereacționată care intră în zona de reacție produce negru de fum cu aria suprafeței mai mică la un nivel de combustie globală dat, decât cel produs prin metoda convențională de adăugare a materiei prime, indiferent de metoda folosită pentru adăugarea materiei prime sau a hidrocarburii auxiliare. Mai mult, aceste exemple demonstrează că prezenta invenție permite obținerea negrului de fum cu structură mai mică decât cea normală pentru o arie dată, a suprafeței. Un procedeu de adăugare a hidrocarburii auxiliare conform descrierii conduce la un SSI mai mic decât zero.
RO 115529 Bl
Tabelul 13
Condițiile de operare și proprietățile negrului de fum
1290
Condiții de operare și proprietăți ale negrului de fum Exemplul
41 42 43
D-1, m 0,10 0,10 0,10
D-2. m 0,05 0,05 0,05
D-3, m 0,15 0,15 0,15
L-1, m 0.B7 0,67 0,67
L-2, m 0,18 0,18 0,18
L-3, m 0,15 0,15 0,15
F-1, m 0,11 0,11 0,11
H-1, m n.a. n.a. n.a.
Q, m 4,90 4,90 4,90
Secțiunea de intrare în reactor D D D
Aer combustie, Nm3/s 0,101 0,101 0,101
Aer combustie preîncălzit, °C 481,85 481,85 481,85
Gaz natural de ardere, Nm3/s 0,003 0,003 0,003
Raport aer/gaz de ardere 9.7 9,7 9,7
Punct de injecție materie primă 32 32 32
Duze φ x Mărime, cm 3x,102 3x.102 3x.1O2
Debit materie primă m3/s 2.65EO5 2,41 ΕΌ5 2.65ΕΌ5
Presiune materie primă, kPa 143 180
Preîncălzire materie primă, °C 109,85 109,85 109,85
K+, gK‘/m3 fracție petrolieră 0,00 0,00 0,00
Temperatură de stingere, °C 704,85 704,85 704,85
Tipul hidrocarburii auxiliare n.a. n.a. Gaz natural
Punct de injecție gaz nat. Aux. n.a. n.a. 75
Orificii φχ Mărime, cm n.a. n.a. 3x.24O
Hidrocarbură auxiliară, Nm3/s 0,000 0,000 0,003
Combustie primară, % 400 400 400
Combustie globală, % 32,0 35,0 29,4
%C al hidrocarburii auxiliare n.a. n.a. 5,1
%H al hidrocarburii auxiliare n.a. n.a. n.a.
Număr de iod. mg/g 92 117 60
DBPA, cc/1OO g 142 153 122
1295
1300
1305
1310
1315
1320
K* - potasiu; n.a. = neaplicabil; Nm3/s (273K, 101,3 kPa);
gKVm3 fracție petrolieră = grame de K+/m3 materie primă (fracție petrolieră)
1325
RO 115529 Bl
Tabelul 13 [continuare)
Condiții de operare și proprietăți ale negrului de fum
44 45
D-1, m 0,10 0,10
D-2, m 0,05 0,05
D-3, m 0,15 0,15
L-1, m 0,67 0,67
L-2, m 0,18 0,18
L-3, m 0,15 0,15
F-1, m 0,11 0,11
H-1, m n.a. n.a.
Q, m 4,90 4,90
Secțiunea de intrare în reactor D D
Aer combustie, Nm3/s 0,101 0,101
Aer combustie preîncălzit, °C 481,85 481,85
Gaz natural de ardere, Nm3/s 0,003 0,003
Raport aer/gaz de ardere 9,7 9,7
Punct de injecție materie primă 32 32
Duze φ x Mărime, cm 3x.1O2 3x.1O2
Debit materie primă m3/s 2,65605 2,65605
Presiune materie primă, kPa 180 180
Preîncălzire materie primă, °C 104,85 104,85
K*. gK+/m3 fracție petrolieră 0,00 0,00
Temperatură de stingere, °C 704,85 704,85
Tipul de hidrocarbură Propan Hidrogen
Punct de injecție hidrocarbură auxiliară 75 75
Orificii φχ Mărime, cm 3x.24O 3x.24O
Hidrocarbură auxiliară, Nm3/s 0,001 0,006
Combustie primară, % 400 400
Combustie globală, % 28,7 30,5
%C al hidrocarburii auxiliare 8.0 n.a
%H al hidrocarburii auxiliare n.a. 2.1
Număr de iod, mg/g 49 77
DBPA, cc/100 g 114 134
K+ - potasiu; n.a. = neaplicabil; Nm3/s (273K, 101,3 kPa); gK*/m3 fracție petrolieră = grame de K+/m3 materie primă (fracție petrolieră)
ΙΩ ω CO
Q ο οο 09
SJ .3
-Q
RO 115529 Bl
53 ιη ω
ζ cu ț— 448 Adăugare hidrocarbură auxiliară 4145 507 -13
Adăugare materie primă 4142 00 ^r sr sr st sr 644 -44
—1 cu ^r sT 448 4143 612 -37
Cazul Exemple SAS (cc/100 mg) Exemple SAS (cc/100 mg) Indicele de sensibilitate a structurii (SSI)

Claims (12)

  1. Revendicări
    1. Procedeu de obținere a negrului de fum tip furnal, în mai multe trepte, în prezența unui agent auxiliar, caracterizat prin aceea că, pentru obținerea unui negru de fum de furnal, care prezintă structură mai joasă decât cea normală la o arie a suprafeței date și o arie a suprafeței mai mică decât normală la un nivel dat de combustie globală, în care:
    -într-o primă etapă se produce un curent de gaze fierbinți, având energie suficientă pentru a transforma o materie primă hidrocarbonată generatoare de carbon în negru de fum;
    -într-o a doua etapă, materia primă este injectată în curentul gazos produs;
    - într-o a treia etapă, materia primă este transformată în negru de fum înainte de terminarea reacțiilor de formare a carbonului prin stingere; și
    - apoi răcirea, separarea și recuperarea negrului de fum rezultat, iar agentul auxiliar nereacționat se introduce într-o zonă de reacție în care materia primă suferă reacții instantanee de formare, pentru a forma particule de carbon, zonă de reacție care este plasată de la aproximativ punctul de injecție a materiei prime până la punctul de stingere și ajustarea nivelului de combustie primară și globală, astfel încât indicele de sensibilitate a structurii (SSI) este mai mic decât zero, respectivul SSI fiind definit prin formula:
    SSI =
    SASmf - SASah \SASJ în care:
    SASmf = A(DBP)mf Afnumăr de iod)mf;
    SASah = A(DBP)ah/A(număr de iod)ah;
    |SASmf| = valoarea absolută a lui SASmf;
    A(DBP)mf = variația DBPA a negrului de fum datorată variației debitului materiei prime, toate celelalte condiții de operare ale procedeului fiind menținute constante;
    Afnumăr de iod)mf = variația numărului de iod al negrului de fum datorată variației debitului materiei prime, toate celelalte condiții de operare ale procedeului fiind menținute constante;
    A(DBP)ah = variația DBPA a negrului de fum datorată variației debitului de hidrocarbură auxiliară, celelalte condiții de operare fiind menținute constante;
    A(număr de iod)ah = variația numărului de iod a negrului de fum, datorată variației debitului hidrocarburii auxiliare, celelalte condiții de operare ale procedeului fiind menținute constante.
  2. 2. Procedeu conform revendicării 1, caracterizat prin aceea că, curentul de gaze fierbinți, produse în prima etapă, este produsul de combustie dintre un combustibil și un oxidant.
  3. 3. Procedeu conform revendicării 1, caracterizat prin aceea că, curentul de gaze fierbinți, produs în prima etapă, este un oxidant.
  4. 4. Procedeu conform revendicării 1, caracterizat prin aceea că agentul auxiliar este în formă gazoasă sau lichidă.
  5. 5. Procedeu conform revendicării 1, caracterizat prin aceea că agentul auxiliar este în formă lichidă.
  6. 6. Procedeu conform revendicării 1, caracterizat prin aceea că materia primă este injectată axial sau transversal în gazele de combustie.
    RO 115529 Bl
  7. 7. Procedeu conform revendicării 1, caracterizat prin aceea că agentul auxiliar este injectat transversal sau axial în zona de reacție.
  8. 8. Procedeu conform revendicării 1, caracterizat prin aceea că agentul auxiliar este introdus pe o direcție substanțial tangențială în curentul de gaze de 1435 combustie fierbinți.
  9. 9. Procedeu conform revendicării 1. caracterizat prin aceea că agentul auxiliar este injectat într-o regiune care se întinde axial de la o lungime de 0,5 din diametrul reactorului, în amonte de punctul de injecție a materiei prime, până la un punct aflat la o lungime de 0,5 din diametrul reactorului, în aval de punctul de injecție 1440 a materiei prime.
  10. 10. Procedeu conform revendicării 1, caracterizat prin aceea că agentul auxiliar este introdus într-o cantitate astfel, încât conținutul de carbon al acesteia este mai mic de aproximativ 60% din conținutul total de carbon al reactanților.
  11. 11. Procedeu conform revendicării 1, caracterizat prin aceea că agentul 1445 auxiliar este o hidrocarbură, în formă gazoasă și se introduce într-o cantitate astfel, încât conținutul de carbon al acesteia să fie mai mic decât aproximativ 30% în greutate, de preferință, mai mic de 15% în greutate din conținutul total de carbon al reactanților.
  12. 12. Procedeu conform revendicării 1, caracterizat prin aceea că agentul 1450 auxiliar este hidrogen și este introdus într-o astfel de cantitate, încât conținutul de hidrogen introdus să fie mai mic de 60% în greutate, de preferință mai mic de 30% în greutate și, mai preferabil, mai mic de 15% în greutate din conținutul total de hidrogen al reactanților.
RO93-01157A 1991-02-27 1992-02-20 Procedeu de obtinere a negrului de fum RO115529B1 (ro)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US66174191A 1991-02-27 1991-02-27
US07/818,943 US5190739A (en) 1991-02-27 1992-01-10 Production of carbon blacks
PCT/US1992/001306 WO1992015646A1 (en) 1991-02-27 1992-02-20 Production of carbon blacks

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RO115529B1 true RO115529B1 (ro) 2000-03-30

Family

ID=27098373

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RO93-01157A RO115529B1 (ro) 1991-02-27 1992-02-20 Procedeu de obtinere a negrului de fum

Country Status (18)

Country Link
US (1) US5190739A (ro)
EP (1) EP0573546B1 (ro)
JP (1) JP2614965B2 (ro)
KR (1) KR960010308B1 (ro)
CN (1) CN1042737C (ro)
AR (1) AR245759A1 (ro)
AU (1) AU660133B2 (ro)
BR (1) BR9205681A (ro)
CA (1) CA2100350C (ro)
CZ (1) CZ283068B6 (ro)
DE (1) DE69200447T2 (ro)
ES (1) ES2060471T3 (ro)
HU (1) HU216098B (ro)
MY (1) MY140221A (ro)
RO (1) RO115529B1 (ro)
RU (1) RU2110542C1 (ro)
TW (1) TW266222B (ro)
WO (1) WO1992015646A1 (ro)

Families Citing this family (36)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5229452A (en) * 1991-11-13 1993-07-20 Cabot Corporation Carbon blacks
US5688317A (en) * 1992-08-27 1997-11-18 Cabot Corporation Carbon blacks
CZ284059B6 (cs) * 1992-08-27 1998-08-12 Cabot Corporation Saze a kompozice je obsahující
US6548036B2 (en) 1995-05-04 2003-04-15 Cabot Corporation Method for producing carbon black
DE19521565A1 (de) * 1995-06-19 1997-01-16 Degussa Verbesserte Furnaceruße und Verfahren zu ihrer Herstellung
US5877250A (en) * 1996-01-31 1999-03-02 Cabot Corporation Carbon blacks and compositions incorporating the carbon blacks
PL196825B1 (pl) * 1998-04-09 2008-02-29 Degussa Sadza piecowa, sposób wytwarzania sadzy piecowej oraz zastosowanie sadzy piecowej
TR200100306T2 (tr) * 1998-06-09 2001-07-23 Cabot Corporation Karbon karası üretimi için bir yöntem ve tertibat
EP1593714A1 (en) * 1998-06-09 2005-11-09 Cabot Corporation Process and apparatus for producing carbon blacks
US7776603B2 (en) * 2003-04-01 2010-08-17 Cabot Corporation Methods of specifying or identifying particulate material
US7776604B2 (en) * 2003-04-01 2010-08-17 Cabot Corporation Methods of selecting and developing a particulate material
US7776602B2 (en) * 2003-04-01 2010-08-17 Cabot Corporation Methods of providing product consistency
US20040197924A1 (en) * 2003-04-01 2004-10-07 Murphy Lawrence J. Liquid absorptometry method of providing product consistency
US7000457B2 (en) * 2003-04-01 2006-02-21 Cabot Corporation Methods to control and/or predict rheological properties
US20070104636A1 (en) * 2004-05-04 2007-05-10 Kutsovsky Yakov E Carbon black and multi-stage process for making same
US7829057B2 (en) * 2004-05-04 2010-11-09 Cabot Corporation Carbon black and multi-stage process for making same
US20060034748A1 (en) * 2004-08-11 2006-02-16 Lewis David R Device for providing improved combustion in a carbon black reactor
MY142221A (en) * 2005-04-06 2010-11-15 Cabot Corp Method to produce hydrogen or synthesis gas
US7722713B2 (en) 2005-05-17 2010-05-25 Cabot Corporation Carbon blacks and polymers containing the same
US20060280672A1 (en) * 2005-06-08 2006-12-14 Vardanyan Gagik A Method for the processing of the used tires
CA2567431A1 (en) * 2005-11-08 2007-05-08 Cabot Corporation Carbon black and multi-stage process for making same
PT2087046T (pt) 2006-11-07 2019-11-27 Cabot Corp Negros de fumo que têm pequenas quantidades de pah e seus métodos de fabrico
US8501148B2 (en) * 2007-04-24 2013-08-06 Cabot Corporation Coating composition incorporating a low structure carbon black and devices formed therewith
DE112011100607B4 (de) 2010-02-19 2021-03-04 Cabot Corporation Verfahren zum Herstellen von Ruß unter Verwendung eines vorgewärmten Ausgangsmaterials und Apparatur zum Durchführen des Verfahrens
CN101831205B (zh) * 2010-04-30 2012-05-30 曲靖众一精细化工股份有限公司 炭黑原料油相对无氧状态生产炭黑的方法
US9175150B2 (en) 2012-03-02 2015-11-03 Cabot Corporation Modified carbon blacks having low PAH amounts and elastomers containing the same
CN102850826B (zh) * 2012-09-14 2014-08-20 山西绛县申王化工有限公司 色素炭黑的制备工艺及其燃烧炉
WO2014149455A1 (en) 2013-03-15 2014-09-25 Cabot Corporation A method for producing carbon black using an extender fluid
US10519298B2 (en) 2015-04-30 2019-12-31 Cabot Corporation Carbon coated particles
ES2966051T3 (es) 2018-12-10 2024-04-18 Ekona Power Inc Procedimiento y reactor para producir uno o más productos
EP4015076A1 (en) * 2020-12-15 2022-06-22 Ekona Power Inc. Methods of producing one or more products using a feedstock gas reactor
DE112022003218T5 (de) 2021-06-24 2024-04-04 Cabot Corporation Verfahren und Vorrichtung zur Rückgewinnung und Wiederverwendung von Restgas- und Abgasbestandteilen
KR20240066284A (ko) 2021-09-30 2024-05-14 캐보트 코포레이션 저-수율 공급원료로부터 카본 블랙을 생산하는 방법 및 그로부터 생성된 생성물
NL2033169B1 (en) 2021-09-30 2023-06-26 Cabot Corp Methods of producing carbon blacks from low-yielding feedstocks and products made from same
CA3210231C (en) 2022-12-19 2024-03-12 Ekona Power Inc. Methods and systems for adjusting inputs to a pyrolysis reactor to improve performance
WO2024158657A1 (en) 2023-01-25 2024-08-02 Cabot Corporation Carbon blacks having strontium and/or barium additives and methods to make same

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2985511A (en) * 1958-09-29 1961-05-23 Columbian Carbon Carbon black manufacture
US3989804A (en) * 1972-09-07 1976-11-02 Phillips Petroleum Company Carbon black method
US3952087A (en) * 1974-09-13 1976-04-20 Cabot Corporation Production of high structure carbon blacks
US4327069A (en) * 1980-06-25 1982-04-27 Phillips Petroleum Company Process for making carbon black
CA1258157A (en) * 1983-09-20 1989-08-08 Mark L. Gravley Carbon blacks and method and apparatus for their production
US4822588A (en) * 1985-07-26 1989-04-18 Phillips Petroleum Company Process for producing carbon black
US5009854A (en) * 1988-08-31 1991-04-23 Columbian Chemicals Company Axial reactor with coaxial oil injection
EP0411160A4 (en) * 1989-02-28 1991-06-12 Nippon Steel Chemical Co. Ltd. Method of manufacturing carbon black
JP2886258B2 (ja) * 1990-05-08 1999-04-26 昭和キャボット株式会社 カーボンブラック及びそれを含有するゴム組成物

Also Published As

Publication number Publication date
TW266222B (ro) 1995-12-21
CZ283068B6 (cs) 1997-12-17
RU2110542C1 (ru) 1998-05-10
HU216098B (hu) 1999-04-28
JP2614965B2 (ja) 1997-05-28
HU9302429D0 (en) 1993-11-29
ES2060471T3 (es) 1994-11-16
US5190739A (en) 1993-03-02
EP0573546A1 (en) 1993-12-15
AR245759A1 (es) 1994-02-28
CA2100350C (en) 1999-01-26
AU660133B2 (en) 1995-06-08
MY140221A (en) 2009-12-31
EP0573546B1 (en) 1994-09-21
CA2100350A1 (en) 1992-08-28
DE69200447T2 (de) 1995-04-27
AU1424592A (en) 1992-10-06
CZ173993A3 (en) 1994-02-16
DE69200447D1 (de) 1994-10-27
CN1064492A (zh) 1992-09-16
BR9205681A (pt) 1994-08-02
JPH06505298A (ja) 1994-06-16
KR960010308B1 (ko) 1996-07-30
HUT66677A (en) 1994-12-28
WO1992015646A1 (en) 1992-09-17
CN1042737C (zh) 1999-03-31

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RO115529B1 (ro) Procedeu de obtinere a negrului de fum
US4360627A (en) Rubber composition comprising furnace carbon black
US3922335A (en) Process for producing carbon black
JP5775106B2 (ja) カーボンブラック製品の製造法
AU604918B2 (en) Process for producing carbon black
EP0703950B1 (en) Process for producing carbon blacks
US20080031786A1 (en) Process and Apparatus For Producing Carbon Black
NZ200535A (en) Production of furnace carbon vlacks
US3376111A (en) Production of high structure furnace carbon black
US2985511A (en) Carbon black manufacture
US3486853A (en) Method for producing carbon black
AU708989B2 (en) Method for producing carbon black
EP1593714A1 (en) Process and apparatus for producing carbon blacks
GB2213477A (en) Process for producing carbon black