Claims (7)
1. Способ получения низкодисперсного [малоактивного и полуактивного] технического углерода из жидкого углеводородного сырья путем его термоокислительного разложения в реакторе вертикального типа, включающий предварительный нагрев жидкого углеводородного сырья до температуры 150-200°С, технологического воздуха за счет рекуперативного теплообмена с аэрозолем технического углерода до температуры 450-650°С, смешивание топлива с нагретым технологическим воздухом с коэффициентом избытка воздуха 1,2-1,3, организацию полного горения топливной смеси в зоне горения при температуре 1540-1700°С для получения дымового газа с остаточным активным кислородом, из расчета полного горения топлива по количеству остаточного воздуха 0,4-1,0 нм3 на 1 кг углеводородного сырья, смешивание углеводородного сырья в потоке дымового газа в зоне смешения, испарение углеводородного сырья, его термоокислительное разложение [пиролиз] с образованием аэрозоля технического углерода, предварительное охлаждение путем впрыска химически очищенной воды и его последующее охлаждение, отличающийся тем, что способ осуществляют в реакторе, заявленном по п.4, в котором камера горения, зона смешения и камера испарения находятся в вертикальной части реактора, а зона пиролиза и зона предварительного охлаждения - в его горизонтальной части [камере реакции], при этом горение топливной смеси организуют в камере горения циклонного типа с образованием потока дымовых газов, вращающегося с тангенциальной скоростью у стенки 20-50 м/с, движущегося аксиально вниз со скоростью 0,6-1,0 м/с, и поступающего в зону смешения с увеличением скорости до 1,1-1,5 м/с, достигаемым за счет уменьшения сечения в зоне смешения, куда несколькими струями во вращающийся поток дымовых газов, подают углеводородное сырье, при условии соотношения скорости сырья и тангенциальной скорости дымовых газов в зоне впрыска 1:(2÷4), далее образовавшийся поток углеводородогазовой смеси через диффузор поступает в камеру испарения, в которую тангенциально подают предварительно подогретый до температуры 450-650°С технологический воздух, закручиваемый в направлении, противоположном направлению вращения потока дымовых газов, с обеспечением рабочей температуры в камере испарения 1400-1650°С, затем поток образовавшегося углеводородного пара с увеличением скорости до 9-14 м/с за счет увеличения объема и сужения камеры испарения, переходящей в вертикальный канал, проходит до горизонтальной камеры реакции, куда поступает с уменьшением скорости до 8,5-13 м/с за счет увеличения диаметра в 1,1 раза, и где в зоне пиролиза устанавливают температуру 1240-1360°С и обеспечивают его время пребывания 0,8-4 с.1. A method of producing a low-dispersed [low-activity and semi-active] carbon black from liquid hydrocarbon raw materials by thermo-oxidative decomposition in a vertical type reactor, including preliminary heating of liquid hydrocarbon raw materials to a temperature of 150-200 ° C, process air due to recuperative heat exchange with carbon black aerosol to temperature 450-650 ° C, mixing fuel with heated process air with a coefficient of excess air 1.2-1.3, organization of complete combustion of fuel cm B in the combustion zone at a temperature of 1540-1700 ° C to obtain a flue gas with residual active oxygen at the rate of complete fuel combustion of residual air quantity 0.4-1.0 Nm3 per 1 kg of hydrocarbon feedstock, mixing the hydrocarbon feed stream in the flue gas in the mixing zone, the evaporation of hydrocarbon materials, its thermo-oxidative decomposition [pyrolysis] with the formation of a carbon black aerosol, preliminary cooling by injection of chemically purified water and its subsequent cooling, characterized in that the method is carried out are installed in the reactor claimed in claim 4, wherein the combustion chamber, the mixing zone and the evaporation chamber are in the vertical part of the reactor, and the pyrolysis zone and the preliminary cooling zone are in its horizontal part [reaction chamber], while the combustion of the fuel mixture is organized in a cyclone type combustion chamber with the formation of a flue gas stream rotating at a tangential velocity near the wall of 20-50 m / s, moving axially downward at a speed of 0.6-1.0 m / s, and entering the mixing zone with an increase in speed to 1, 1-1.5 m / s achieved by the mind reducing the cross section in the mixing zone, where hydrocarbon feed is supplied to the rotating flue gas stream in several jets, provided that the ratio of the feed speed and the tangential velocity of the flue gas in the injection zone is 1: (2 ÷ 4), then the resulting flow of the hydrocarbon-gas mixture through the diffuser enters the chamber evaporation, into which the process air preheated to a temperature of 450-650 ° C is tangentially supplied, swirling in the direction opposite to the direction of rotation of the flue gas stream, providing working t temperature in the evaporation chamber is 1400-1650 ° С, then the flow of the formed hydrocarbon vapor with an increase in speed to 9-14 m / s due to the increase in volume and the narrowing of the evaporation chamber passing into the vertical channel passes to the horizontal reaction chamber, where it enters with decreasing speed up to 8.5-13 m / s by increasing the diameter by 1.1 times, and where in the pyrolysis zone the temperature is set to 1240-1360 ° C and its residence time of 0.8-4 s is ensured.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что для получения полуактивного технического углерода углеводородное сырье вводят радиально.2. The method according to claim 1, characterized in that to obtain a semi-active carbon black hydrocarbon feed is introduced radially.
3. Способ по п.1, отличающийся тем, что для получения малоактивного технического углерода углеводородное сырье вводят под углом 90…170° относительно вектора тангенциальной скорости вращающегося потока дымовых газов.3. The method according to claim 1, characterized in that in order to obtain a low-active carbon black, hydrocarbon feeds are introduced at an angle of 90 ... 170 ° relative to the tangential velocity vector of the rotating flue gas stream.
4. Реактор для получения низкодисперсного технического углерода, включающий вертикальный цилиндрический корпус, внутренняя полость которого футерована огнеупором, оборудованный крышкой, тангенциальными газовыми горелками, формирующими вращающийся поток дымовых газов, сырьевыми форсунками для подачи углеводородного сырья и каналами ввода в корпус технологического воздуха и горизонтальный боров, футерованный изнутри огнеупором и снабженный форсунками для впрыскивания охлаждающей воды, отличающийся тем, что во внутренней полости цилиндрического корпуса выполнено местное сужение в виде сопла с конфузором и диффузором, диаметр которого составляет 0,75-0,8 от внутреннего диаметра корпуса, формирующее в верхней части полости камеру горения, а в нижней - камеру испарения, которая плавно переходит в вертикальный цилиндрический канал при соотношении диаметров 1:(0,45÷0,5), сообщающийся с камерой реакции при соотношении диаметров 1:1,1, крышка вертикального корпуса, футерованная изнутри огнеупором, образующая купольный свод, выполнена с вертикальным корпусом зацело и снабжена аксиальным патрубком для осмотра внутренней полости корпуса, в горловине сопла равномерно по окружности установлены радиальные пневмомеханические или механические сырьевые форсунки, причем сопловые наконечники механических форсунок развернуты в горизонтальной плоскости на угол 90…170° относительно вектора тангенциальной скорости вращающегося потока дымовых газов, а в стенке камеры испарения выполнены тангенциальные каналы, для ввода технологического воздуха и закручивания его в направлении, противоположном направлению вращения потока дымовых газов.4. A reactor for producing low-dispersed carbon black, including a vertical cylindrical body, the inner cavity of which is lined with refractory, equipped with a lid, tangential gas burners forming a rotating flue gas stream, raw material nozzles for supplying hydrocarbon raw materials and input channels into the process air casing and horizontal burs, lined with a refractory inside and equipped with nozzles for injecting cooling water, characterized in that in the inner cavity of qi The local case narrowing was made in the form of a nozzle with a confuser and a diffuser, the diameter of which is 0.75-0.8 of the inner diameter of the body, forming a combustion chamber in the upper part of the cavity and an evaporation chamber in the lower part, which smoothly passes into a vertical cylindrical channel with a ratio of diameters of 1: (0.45 ÷ 0.5), communicating with the reaction chamber with a ratio of diameters of 1: 1.1, the cover of the vertical case, lined with refractory from the inside, forming a dome vault, is made integrally with the vertical case and is equipped with an ax the radial pneumomechanical or mechanical raw nozzles are installed uniformly around the nozzle throat to inspect the internal cavity of the housing, and the nozzle tips of the mechanical nozzles are rotated in a horizontal plane at an angle of 90 ... 170 ° relative to the tangential velocity vector of the rotating flue gas flow, and in the chamber wall tangential channels are made for the evaporation, for introducing the process air and twisting it in the direction opposite to the direction of rotation of the flow but flue gas.
5. Реактор по п.4, отличающийся тем, что пневмомеханические форсунки используют для получения полуактивного технического углерода, а механические форсунки используют для получения малоактивного технического углерода.5. The reactor according to claim 4, characterized in that the pneumo-mechanical nozzles are used to produce semi-active carbon black, and the mechanical nozzles are used to produce low-active carbon black.
6. Реактор по п.4, отличающийся тем, что количество сырьевых форсунок должно быть не менее 6.6. The reactor according to claim 4, characterized in that the number of feed nozzles must be at least 6.
7. Реактор по п.4, отличающийся тем, что тангенциальные газовые горелки, количество которых определяется производительностью реактора, но не менее четырех, размещены по окружности камеры горения равномерно.
7. The reactor according to claim 4, characterized in that the tangential gas burners, the amount of which is determined by the productivity of the reactor, but not less than four, are placed uniformly around the circumference of the combustion chamber.