SU1118291A3 - Method of obtaining carbon black from liquid hydrocarbons - Google Patents
Method of obtaining carbon black from liquid hydrocarbons Download PDFInfo
- Publication number
- SU1118291A3 SU1118291A3 SU742001842A SU2001842A SU1118291A3 SU 1118291 A3 SU1118291 A3 SU 1118291A3 SU 742001842 A SU742001842 A SU 742001842A SU 2001842 A SU2001842 A SU 2001842A SU 1118291 A3 SU1118291 A3 SU 1118291A3
- Authority
- SU
- USSR - Soviet Union
- Prior art keywords
- air
- hydrocarbons
- soot
- carbon black
- reaction zone
- Prior art date
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09C—TREATMENT OF INORGANIC MATERIALS, OTHER THAN FIBROUS FILLERS, TO ENHANCE THEIR PIGMENTING OR FILLING PROPERTIES ; PREPARATION OF CARBON BLACK ; PREPARATION OF INORGANIC MATERIALS WHICH ARE NO SINGLE CHEMICAL COMPOUNDS AND WHICH ARE MAINLY USED AS PIGMENTS OR FILLERS
- C09C1/00—Treatment of specific inorganic materials other than fibrous fillers; Preparation of carbon black
- C09C1/44—Carbon
- C09C1/48—Carbon black
- C09C1/50—Furnace black ; Preparation thereof
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Production Of Liquid Hydrocarbon Mixture For Refining Petroleum (AREA)
- Treating Waste Gases (AREA)
Abstract
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ САЖИ ИЗ ЖИДКИХ УГЛЕВОДОРОДОВ, включающий смешение потоков углеводородов с воздухом, нагрев смеси, подачу смеси в виде отдельных потоков, распределенных по поперечному сечению реакционной зоны, и последукнцее термическое разлсЛсение углеводородов в реакционной зоне, отличающий- с тем, что, с целью упрощени процесса получени различных сортов сажи , термическое разложение углеводородов ведут в среде воздуха при 9501200°С .A method for producing soot from liquid hydrocarbons, including mixing hydrocarbon streams with air, heating the mixture, feeding the mixture as separate streams distributed over the cross section of the reaction zone, and the subsequent thermal degradation of the hydrocarbons in the reaction zone, so that, in order to simplify the process of obtaining various grades of carbon black, the thermal decomposition of hydrocarbons is carried out in air at 9501200 ° C.
Description
Изобретение относитс к технологии получени различных сортов сажи используемой в качестве наполнител при вулканизации каучука, пигмента при получении черных печатных красо и дл окрашивани лаков, пластмасс и искусственных волокон и, наконец, в электротехнической промьштенности при получении сухих батарей, угольных щеток, углей дл дуговых ламп и электродов дл металлургических и химических процессов. Известен способ получени сажи, включающий распыление нагретого жид кого углеводорода (сьфь ) аксиально в реакционную зону, раздельное введение в реакционную зону продуктов сгорани , смешение сьфь с продуктами сгорани и термическое разложе ние сьфь и продуктах сгорани при температуре до 1650°С D3 Качество получаемой сажи можно примен ть в довольно широких пределах , однако дл установлени определенной производительности путем регулировани обоих создаваемых кольцеобразных потоков дымовых газо требуютс довольно большие затраты. Наиболее близким к предлагаемому вл етс способ получени сажи из жидких углеводородов, включающий смешение потоков углеводородов с воздухом, нагрев смеси, подачу см си в виде отдельных потоков, распре деленных по поперечному сечению реа ционной зоны и последующее термичес кое разложение углеводородов в прод тах сгорани топлива в реакционной зоне 2j. Недостаток указанного способа за ключаетс в раздельном подводе прим н емых дл получени сажи жидких углеводородов и потоков дымовых газ так как в этом случае усложн етс и затрудн етс процесс регулировани этих потоков дл строгого выдерживани параметров при получении определенного сорта сажи. Таким способом можно получать лишь немногие сорта сажи, например сажу дл получени резины. Цель изобретени - упрощение про цесса получени различных сортов са жи. Указанна цель достигаетс тем, что согласно способу, включающему смешение .потоков жидких углеводородов с воздухом, нагрев смеси, подачу смеси в виде отдельных потоков, распределенных по поперечному сечению реакционной зоны, и последующее термическое разложение углеводородов в реакционн.ой зоне, термическое разложение углеводородов ведут в среде воздуха при 950- 200°С. Упрощение процесса достигаетс тем, что реакци горени (экзотермическа ) и реакци расщеплени (эндотермическа ) при получении сажи и по месту и во времени протекают параллельно . При этом отпадает надобность в дополнительной подаче газа дл сгорани , и все врем вьшел етс тепло, необходимое дл протекани . реакции расщеплени . В результате создаютс , оптимальные услови дл протекани суммарной реакции, чему, кроме того, благопри тствует осуще- ствл емое перед реакционной зоной смешение и газификаци углеводородов кислородсодержащим газом. Благодар таким услови м реакцию можно проводить при более низкой температуре (950-1200°С), чем в известном, способе. Поэтому вместо резкого охлаждени отход щих газов путем впрыскивани в нихводы их можно охлаждать в теплообменнике. Поскольку дл осуществлени предлагаемого способа используют лишь два компонента: углеводороды и кислородсодержащий газ, то переход от получени одного-сорта сажи к другому осуществл етс ,без вс ких затруднений , путем простого изменени количества подаваемого кислородсодержащего газа. Чем это количество больше, тем меньше размер частиц получаемой сажи (естественно при этом уменьшаетс и выход ее). Качество получаемой предлагаемым способом сажи можно измен ть в очень широких пределах. При проведении процесса следует избегать температур вьше 1200°С, так как реактор выполнен из нержавеющей стали, прочность которой сильно .снижаетс при температурах выше . Имеющее в установке регулирующее устройство предотвращает возрастание температуры выше этой величины. Более низкие температуры(ниже 950°С) также нежелательны, так как при этом снижаетс выход сажи. Поэтому с помощью регулирующего устройстваThe invention relates to the technology of producing various grades of carbon black used as a filler in the vulcanization of rubber, pigment in obtaining black printed colors and for dyeing varnishes, plastics and artificial fibers and, finally, in electrical engineering in the preparation of dry batteries, carbon brushes, coals for arc lamps and electrodes for metallurgical and chemical processes. A method for producing carbon black is known, including spraying heated liquid hydrocarbon (cf) axially into the reaction zone, separately introducing combustion products into the reaction zone, mixing cf with combustion products, and thermal decomposition of cf and combustion products at temperatures up to 1650 ° C. D3 can be applied within fairly wide limits, however, to establish a certain performance by adjusting both the generated annular streams of flue gas requires quite large costs. The closest to the present invention is a method for producing soot from liquid hydrocarbons, including mixing the hydrocarbon streams with air, heating the mixture, feeding the cm as separate streams distributed over the cross section of the reaction zone and the subsequent thermal decomposition of hydrocarbons in the combustion zone. in the reaction zone 2j. The disadvantage of this method lies in the separate supply of liquid hydrocarbons used for carbon black production and flue gas flows, since in this case the process of controlling these flows is complicated and difficult to maintain parameters for obtaining a specific soot grade. In this way, only a few varieties of soot can be obtained, for example, soot for rubber. The purpose of the invention is to simplify the process of obtaining various varieties of soot. This goal is achieved by the fact that, according to a method involving mixing liquid hydrocarbon streams with air, heating the mixture, feeding the mixture as separate streams distributed over the cross section of the reaction zone, and subsequent thermal decomposition of the hydrocarbons in the reaction zone, thermal decomposition of the hydrocarbons in the air environment at 950-200 ° C. Simplification of the process is achieved by the fact that the combustion reaction (exothermic) and the decomposition reaction (endothermic) in the production of carbon black and in place and in time proceed in parallel. In this case, there is no need for additional gas supply for combustion, and all the time the heat necessary for the flow is added. cleavage reactions. As a result, optimal conditions are created for the overall reaction, which, in addition, is favored by the mixing and gasification of hydrocarbons with oxygen-containing gas before the reaction zone. Due to these conditions, the reaction can be carried out at a lower temperature (950-1200 ° C) than in the known method. Therefore, instead of quenching the flue gases by spraying water into them, they can be cooled in a heat exchanger. Since the implementation of the proposed method uses only two components: hydrocarbons and oxygen-containing gas, the transition from producing one soot grade to another is accomplished, without much difficulty, by simply changing the amount of oxygen-containing gas. The more this quantity is, the smaller the particle size of the soot produced (naturally, it also reduces its output). The quality of the carbon black produced by the proposed method can be varied within very wide limits. When carrying out the process, temperatures above 1200 ° C should be avoided, since the reactor is made of stainless steel, the strength of which decreases greatly at higher temperatures. A control device in the installation prevents the temperature from rising above this value. Lower temperatures (below 950 ° C) are also undesirable, as this reduces the soot yield. Therefore, using a regulating device
311311
температура строго поддерживаетс в заданиык пределах.the temperature is strictly maintained within the limits.
По предлагаемому способу удаетс получать сажу различного качества с выходом 10-85% от вводимого жидкот го углеводорода.According to the proposed method, carbon black of various quality can be obtained with a yield of 10-85% of the injected liquid hydrocarbon.
Способ осуществл ют следующим образом.The method is carried out as follows.
й&адкий углеводород (мазут) в виде потоков смешивают с воздухом и нагревают в форкамерах, нагретую сажу подают в виде отдельных потоков, распределенных по поперечному сечениюth & adic hydrocarbon (fuel oil) in the form of streams are mixed with air and heated in pre-chambers, the heated soot is served as separate streams distributed over the cross section
914914
реакционной камеры (зоны), в которой за счет подогрева смеси происходит термическое разложение (частичное сгорание) углеводородов в среде воздуха с образованием сажи и отход щих газов которые охлаждают, и отдел ют сажу.the reaction chamber (zone), in which, due to the preheating of the mixture, thermal decomposition (partial combustion) of hydrocarbons occurs in air with the formation of soot and flue gases which cool and separate the soot.
Конкретные режимы осуществлени спог.оба и г.войства полученной в опытах сажи представлены в табл. 1 (при использовании мазута с удельным весом 1,06 г/см, содержащего, мас.%: углерод 91; водород 8; сера 0,3).The specific modes of implementation of the method and the properties of the soot obtained in the experiments are presented in Table. 1 (when using fuel oil with a specific gravity of 1.06 g / cm, containing, wt.%: Carbon 91; hydrogen 8; sulfur 0.3).
Таблица ГTable D
Режимные параметры Operating parameters
Количество впрыскиваемого мазута (12 форсунок ), кг/чThe amount of injected fuel oil (12 nozzles), kg / h
Количество подаваемого воздуха, The amount of air supplied
Соотношение между количествами подаваемого водуха и мазутаThe ratio between the quantities of feed vodkha and fuel oil
Давление мазута, бар Температура мазута, °С Температура воздуха, Fuel oil pressure, bar Fuel oil temperature, ° С Air temperature,
Давление воздуха, мм вод.ст. 1ЯО Температура в реакционной камере: в центре камеры макс.°С в воздушном холодильнике , миним.С Температура в форкамерах, с Разрежение в камере, мм вод. ст. Температура на входе в фильтр, сAir pressure, mm water. 1W The temperature in the reaction chamber: in the center of the chamber max. ° C in the air cooler, min.C The temperature in the prechamber, with Depression in the chamber, mm of water. Art. Filter inlet temperature, s
800800
800800
40004,000
31203120
5295 1050 I 951 246-25 1146 960 7505295 1050 I 951 246-25 1146 960 750
Свойства сажи Навеска сажи, гProperties of carbon black Soot sample, g
Расход на холостой опыт, сиExpenses for idle experience, si
Расход ,j на титрование .сажи, смConsumption, j for titration. Seats, cm
Результаты по адсорбции иода, % J2Iodine adsorption results,% J2
Результаты по адсорбцииAdsorption Results
иода хЮО в холостомiodo xyo in idle
опыте, % ,0experience% 0
Поверхность, занимаема иодом по таблице Кабота,The surface occupied by iodine on the Cabot table,
Обща поверхность, занимаема иодом А X Г, м /гTotal surface occupied by iodine A X G, m / g
Качество и тип Качество (сорт)Quality and type Quality (grade)
Диаметр потока равен диаметру еакционной камеры (2, 4м), поскольу смесь равномерно распредел етс о всему сечению реактора.The diameter of the stream is equal to the diameter of the reaction chamber (2, 4 m), since the mixture is evenly distributed over the entire cross section of the reactor.
Таблица 2table 2
27,5 23,527.5 23.5
39,8 59,139.8 59.1
Продолжение табл. 1Continued table. one
0,20 24,6 8,1 16,50.20 24.6 8.1 16.5
67,167.1
7-11182917-1118291
Адсорбционные свойства некоторыхAdsorption properties of some
из полученных в соответствии с изобретением сортов сажи приведены Показатели в табл. 2.from the soot grades obtained in accordance with the invention, the Indicators are given in Table. 2
Кроме того, могут быть получены 5 промежуточные сорта сажи.In addition, 5 intermediate soot grades can be obtained.
ТаблицаЗTable3
Качество (сорт) Quality (grade)
Показатели сажиSoot indicators
№ 3 № Маслопоглощение , мл/г 1,07 1,14 Прочность на раст жение, кгс/см 295 311 Относительное удлинение при разрыве, % 525 575 300% модуль сдвига 2635 2500 Твердость на разжимном станке , %68 73 Упругое восстановление при 100°С -56,9 50,7 Потери за счет истирани , г 3,65 3,24 Полученные результаты исслед ни сажи дл резинового производ ва № 3 и № 5 приведены в табл. (при времени вулканизации 50 ми Таблица Качество (со Показатели сажи №4 № 8 Поверхность дл 81,8 211,2 .азота, Глубина окраски в индексах по нигрометруNo. 3 No. Oil absorption, ml / g 1.07 1.14 Tensile strength, kgf / cm 295 311 Elongation at break,% 525 575 300% shear modulus 2635 2500 Hardness on uncleaning machine,% 68 73 Elastic recovery at 100 ° C -56.9 50.7 Loss due to abrasion, g 3.65 3.24 The obtained results of the carbon black investigation for rubber production No. 3 and No. 5 are given in Table. (with a vulcanization time of 50 mi. Table Quality (with the Soot Indicators No. 4 No. 8 Surface for 81.8 211.2. nitrogen, Color Depth in indices by nigrometer
Продолжение табл 4 Качество(сорт)Continued table 4 Quality (grade)
сажиsoot
№ 4 1 № 8 I№ 4 1 № 8 I
II II
Маслопоглощение,.Oil absorption ,.
О ,12 1,18 1,24Oh, 12 1.18 1.24
7,2 6,1 3,57.2 6.1 3.5
рНpH
Содержание золы, «5%0,04 0,03 0,02 Содержание влаги. 0,38 0,23 0,12 Содержание смолы ( дегт ), Z 0,06 0,02 0,01 Дл сажи дл производства резины и краски № 4, № 8 и № 11 получены физические и химические данные, пр иведенные в табл. 4. Если укачанный температурный интервал не поддерживаетс , ухудшаютс приведенные выше.показатели, в особенности величины, относ щиес к поверхности 12 и N. Дл сортов сажи дл производства резины № 4 и № 8 сопоставлены результаты двух измерений, при которых в качестве носител кислорода употребл ют воздух. Дл приготовлени 1 кг сажи используют: № 4 10,2 нм воздуха и 2,4 кг т желого топлива (мазута), т.е. 4,25 нм/кг т желого топлива (мазута) № 8 25,4 нм и 4,3 кг т желого топлива (мазута), т.е. 5,9 нм/кг т желого топлива (мазута). Дл полного сжигани т желого топлива по данным приведенного выше анализа требуютс 10,27 нм/кг мазута , так что количество ввопимого воздуха составл ет примерно пл № 4 около 41%, пл № 8 около 57,6%, что соответствует полному сгоранию мазута в максимально требующемс количестве воздуха. Анализ остаточных газов показывает , что присутствуют примерно 9-11 об.% окиси углерода, как наи9 П1829 10Ash content, "5% 0.04 0.03 0.02 Moisture content. 0.38 0.23 0.12 The tar content (tar), Z 0.06 0.02 0.01 For the soot for the production of rubber and paint No. 4, No. 8, and No. 11, the physical and chemical data obtained in Table . 4. If the pumped temperature range is not maintained, the above indicators are impaired, especially values related to the surface 12 and N. For the soot grades for rubber production No. 4 and No. 8, the results of two measurements are compared, in which yut air. For the preparation of 1 kg of soot, use: No. 4 10.2 nm of air and 2.4 kg of heavy fuel (fuel oil), i.e. 4.25 nm / kg of yellow fuel (fuel oil) No. 8 25.4 nm and 4.3 kg of yellow fuel (fuel oil), i.e. 5.9 nm / kg of yellow fuel (mazut). According to the above analysis, 10.27 nm / kg of fuel oil is required for complete combustion of heavy fuel, so that the amount of air injected is approximately 4%, 4%, 57.6%, which corresponds to complete combustion of fuel oil the maximum amount of air required. The analysis of residual gases shows that about 9-11 vol.% Of carbon monoxide is present, as is the most common P1829 10
больишй составной части, в то врем примерно (17)кратной потребностиmost of the component, while about (17) times the demand
как доли водорода, метана и воздухе по сравнению с сортом № 4,as a fraction of hydrogen, methane and air compared to grade No. 4,
(т желые углеводороды) вл ютс зна-Непревративша с в сажу дол мазута(heavy hydrocarbons) are known-non-carbonated
чительно меньшими.сжигаетс и служит дл поддержани much smaller. burns and serves to maintain
Из проведенных опытов видно,5 температуры в реакционной камере. что в зависимости от установлени From the experiments it is clear that 5 temperatures are in the reaction chamber. that depending on the establishment
соотношени между мазутом и возду Производство сажи может быть прерхом получаетс определенный сорт са-вано в любой момент времени и по жи с воспроизводимыми результатами.прошествии любого периода времени моЧем тоньше должен быть сорт сажи,Ю жет быть снова возобновлено дл полутем больше должно быть соотношениечени того же или другого сорта сажи, с содержанием воздуха. Дл сорта № 8следует только соблюдать период предпотребность в воздухе составл етварительного подогрева.The relationship between fuel oil and air. Soot production can be a pre-grade. A certain grade is obtained at any time and with reproducible results. For any period of time, the soot grade should be thinner, it should be resumed again in half the light, the ratio should be more same or other varieties of soot containing air. For Grade No. 8 it is only necessary to observe the period that the pre-need for air is preheated.
Claims (1)
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CH1641572A CH579135A5 (en) | 1972-11-10 | 1972-11-10 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
SU1118291A3 true SU1118291A3 (en) | 1984-10-07 |
Family
ID=4417170
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU742001842A SU1118291A3 (en) | 1972-11-10 | 1974-03-01 | Method of obtaining carbon black from liquid hydrocarbons |
Country Status (5)
Country | Link |
---|---|
BE (1) | BE807027A (en) |
CH (1) | CH579135A5 (en) |
DE (1) | DE2261129A1 (en) |
SU (1) | SU1118291A3 (en) |
ZA (1) | ZA738580B (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2618051C2 (en) * | 2013-03-15 | 2017-05-02 | Кабот Корпорейшн | Method for producing carbon black with using solvent fluid medium |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CH630948A5 (en) * | 1977-09-02 | 1982-07-15 | Mura Anst | SOOT PRODUCTION PLANT. |
Family Cites Families (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE535093C (en) * | 1929-04-14 | 1931-10-05 | Peter Junck | Process and device for the production of carbon black from anthracene residues |
US2532789A (en) * | 1945-06-07 | 1950-12-05 | Raffinage Cie Francaise | Manufacture of carbon black |
US2516134A (en) * | 1947-12-22 | 1950-07-25 | Phillips Petroleum Co | Method for making feed stock for a furnace black process |
US2529873A (en) * | 1948-01-15 | 1950-11-14 | Columbian Carbon | Manufacture of carbon black |
GB655799A (en) * | 1948-07-03 | 1951-08-01 | Columbian Carbon | Improvements in carbon black manufacture |
GB661057A (en) * | 1949-04-20 | 1951-11-14 | United Carbon Company Inc | Process for producing a carbon black |
DE1910125C3 (en) * | 1969-02-28 | 1979-08-30 | Deutsche Gold- Und Silber-Scheideanstalt Vormals Roessler, 6000 Frankfurt | Reactor for the production of FurnaceruB |
US3649206A (en) * | 1970-06-01 | 1972-03-14 | Air Liquide | Apparatus for cracking and burning hydrocarbons |
-
1972
- 1972-11-10 CH CH1641572A patent/CH579135A5/xx not_active IP Right Cessation
- 1972-12-14 DE DE2261129A patent/DE2261129A1/en not_active Withdrawn
-
1973
- 1973-11-07 BE BE137503A patent/BE807027A/en not_active IP Right Cessation
- 1973-11-08 ZA ZA738580A patent/ZA738580B/en unknown
-
1974
- 1974-03-01 SU SU742001842A patent/SU1118291A3/en active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
1. Патент US № 3490870, кл. 23-209.4, 1970. 2. Патент US № 2895804, кл. 23-209. 4, 1959 (прототип). * |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2618051C2 (en) * | 2013-03-15 | 2017-05-02 | Кабот Корпорейшн | Method for producing carbon black with using solvent fluid medium |
US10829642B2 (en) | 2013-03-15 | 2020-11-10 | Cabot Corporation | Method for producing carbon black using an extender fluid |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
ZA738580B (en) | 1974-10-30 |
CH579135A5 (en) | 1976-08-31 |
BE807027A (en) | 1974-03-01 |
DE2261129A1 (en) | 1974-05-16 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CA2353392C (en) | Process for production of carbon black | |
JP7000398B2 (en) | The process of controlling the porosity of carbon black | |
US3010794A (en) | Carbon black process | |
JP4713844B2 (en) | Furnace black recipe | |
KR850001782B1 (en) | Producing method of carbon black | |
US3010795A (en) | Carbon black process | |
US4536603A (en) | Production of acetylene from coal by contact with a combustion gas | |
KR0181521B1 (en) | Carbon black manufacturing method | |
KR880002598B1 (en) | Process for the production of carbon black | |
KR20020016575A (en) | Premixing burner block for partial oxidation processes | |
SU1118291A3 (en) | Method of obtaining carbon black from liquid hydrocarbons | |
US2074061A (en) | Production of sulphur dioxide | |
US20050089468A1 (en) | Process for improved carbon black furnace reactor control and utilization of flue gas as reactor fuel | |
RU2188846C1 (en) | Hydrocarbon feedstock processing method | |
USRE24315E (en) | Process for the manufacture of carbon black | |
RU2389747C1 (en) | Method of producing soot and reactor for realising said method | |
US4372936A (en) | Process for producing carbon black | |
US1758152A (en) | Process of producing alpha finely-divided carbon | |
US3813229A (en) | Process for the production of a reducing gas for blast furnace | |
CS252478B2 (en) | Method of furnace black production | |
US1689940A (en) | Process of making fuel gas | |
US3301914A (en) | Production of acetylene, or acetylene and ethylene, by partial oxidation of hydrocarbons | |
SU1247381A1 (en) | Method of producing carbon black | |
US3704332A (en) | Pyrolysis of hydrocarbons | |
RU2077544C1 (en) | Method and reactor for producing carbon black |