SU1700028A1 - Способ получени сажи - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к технологии .печной сажи, используемой в качестве наполнител  в резинотехнических и лакокрасочных продуктах, и позвол ет повысить относительную крас щую способность сажи и сопротивление гранул ее истиранию при улучшении диспергируемости сажи в наполненных композици х. В камере горени  реактора сжигают 160 м3/ч природного газа и 3000 м3/ч воздуха до температуры продуктов горени  1550°С, В смеситель- ное сопло подают 650 кг/ч углеводородного сырь  с индексом коррел ции 112, плотностью 1,02 г/см3 . В камеру реакции в сажегазовые продукты подают воду в два приема причем на второй стадии в смеси с соединени ми щелочных металлов . На выходе из реактора температура сажегазовых продуктов поддерживаетс  на уровне 600°С. Выход сажи 7,,7%. Показатели сажи: свето- пропускание толуольного экстракта 95-100%; относительна  крас ща  способность 100-112%, диспергируемость 6-60 мкм. k з.п. ф-лы, 1 ил., 2 табл.

Description

Изобре тение относитс  к технологии получени  печной сажи, используемой в качестве наполнител  в шинной, резинотехнической, лакокрасочной, полиграфической отрасл х промышленности .

Целью изобретени   вл етс  повышение относительной крас щей способнос- ,ти сажи и сопротивлени  гранул ее истиранию при улучшении диспергируе- мости сажи в наполненных композици х.

На чертеже представлена схема устройства дл  осуществлени  способа по4 лучени  сажи.

Камера горени  реактора дл  полу- . чени  сажи служит дл  сжигани  подаваемых тангенциально потоков 2 и воздуха 3- Продукты горени  смешиваютс  в смесительном сопле Ь с потоком сырь  5, после чего сажегазовые продукты поступают в зону 6 реакции, где они подвергаютс  охлаждению распыленными потоками 7 и 8 воды. Совместно с потоком 8 в реактор подаютс  потоки дополнительного воздуха 9 и водных растворов соединений щелочных металлов 10. Выход щий из реактора поток 11 сажегазовых продуктов

fflrtS

подвергаетс  охлаждению в узле 12, который состоит из рекуперативных воздухоподогревателей и холодильника-оросител , и поступает затем в- узел 13, где происходит разделение потока на газообразные продукты 14 и пыл щую сажу 15. В узле 16, представл ющем собой вращающийс  бараба происходит обкатывание пыл щей сажи с образованием товарной продукции - гранулированной сажи 17. Дл  контрол  степени разложени  углеводородного сырь  в реакторе имеетс 

мого сырь . Хлористый натрий ввод т в виде водного раствора, закачиваемого дозирующим насосом в линию подачи воды.

ПримерЗ. Услови  примера 2 повтор ют и дополнительно к потоку 8 воды ввод т воздух в количестве 65 м3/ч, что составл ет 0,1 м3/кг сырь . Введение воздуха и воды осуществл ют с помощью пневмомеханической форсунки.

Приме р 4. Услови  примера 1 повтор ют и увеличивают расход пото

канал 18 дл  предварительного отбора $ ка 7 воды до 800 кг/ч с целью полу

сажегазовых продуктов, которые раздел ютс  на сажу и газообразные продукты в рукавном фильтре (предварительное выделение сажи).

Пример. В камере горени  реактора сжигаютс  260 м3/ч природного газа и 3000 м3/ч воздуха до тем пературы продуктов горени  1500°С. В смесительное сопло подают 650 кг/ч

углеводородного сырь  с индексом корре л ции112, плотностью 1,02 г/см3 . В кам р у реакции в сажегазовые продукты с помощью механической форсунки пода ют поток 7 воды в количестве 400 кг/ч и поток 8 воды в количестве 1200 кг/ч. Температура сажегазо- вых продуктов на выходе из реактора поддерживаетс  автоматически на уровне 600°С путем изменени  расхода потока 8 воды. Дополнительно охлажденные в узле 12 сажегазовые продукты раздел ют в узле 13 после чего сажу гранулируют в барабане 16.

Во врем  опыта отбирают по дес ть образцов пыл щей, предварительно выделенной после реактора и гранулированной сажи. Анализ образцов осуществл ют по показател м ГОСТ 7885- 86 и ГОСТ 6589-74, метод определени  степени перетира, по которому определ ют диспергируемость, - по ГОСТ 16872-78. Перетир осуществл ют на автоматической машине дл  перетира паст типа МАПП-1 по ГОСТ 16873- 78. Выход сажи определ ют путем взвешивани  гранулированного продукта.

Среднеарифметические значени  показателей полученной сажи представлены в табл.1.

П р и м е р 2. Услови  примера 1 повтор ют и дополнительно к потоку 8 воды в реактор ввод т хлористый натрий в количестве 0,(17% от массы вводи0

0

5

5

чени  65% светопропускани  толуольно- го экстракта сажи, предварительно выделенной из потока сажегазовых продуктов по каналу 18.

Приме р 5. Услови  примера 4 повтор ют и дополнительно, аналогично примеру 2, ввод т хлористый натрий.

П р и м е р 6. Услови  примера 4 повтор ют и дополнительно, аналогично примеру 3, ввод т воздух.

Примеры . Услови  примера 3 повтор ют, за исключением расхода потока 7 воды, который измен ют от 500 до 1200 кг/ч с целью изменени  светопропускани  толуольного экстракта предварительно выделенной сажи от 90 до 38%.

Примеры 12-15. Повтор ют услови  примера 9 а в качестве щелочных соединений используют гидроокиси, хлориды, карбонаты, нитраты натри  и смесь гидроокиси и хлористого натри .

Примеры 16-19- Повтор ют услови  примера 9, но количество вводимых щелочных металлов измен ют от 0,001 до 0,4% от массы вводимого сырь .

П р и м е р 0 (по прототипу). 5 Услови  аналогичны примеру 18, но щелочные металлы в виде гидроокиси натри  ввод т в равных концентраци х в потоки 7 и 8 воды, а воздух в сажегазовые продукты не подают.

Примеры 21-24. Услови  примера 15 повтор ют, но измен ют соотношение вводимой гидроокиси натри  относительно хлористого натри  при одинаковом суммарном количестве вводимых щелочных металлов.

Примеры 25-29. Повтор ют услови  примера 10, но щелочные металлы ввод т в количестве 0,1% от массы сырь , а количество вводимо0

0

5

го дополнительного воздуха варьируют «от 0,005 до 0,1 м3/кг сырь .

Результаты опытов представлены в табл.1 и 2.

Как следует из данных табл.1 и 2, введение соединений щелочных металлов в виде гидроокисей и (или) солей галоидных кислот совместно с дополнительным воздухом в продукты неполного термического разложени  углеводородного сырь , которое осуществл ют до получени  40-88% свето- пропускани  толуольного экстракта (СТЭ) предварительно выделенной сажи , позвол ет повысить относительную крас щую способность и сопротивление гранул истиранию с одновременным улучшением диспергируемости сажи в наполненных композици х.

За пределами указанных значений (СТЭ) сопротивление гранул истиранию и относительна  крас ща  способность снижаютс , а диспергируемость ухудша етс  (примеры 7-11). Одновременно уменьшаетс  светопропускание толуольного экстракта гранулированной сажи. Совместное использование гидроокиси и хлористого натри  позвол ет получить энергетический эффект улучшени  показателей (пример 15). Оптимальное количество вводимых щелочных металлов находитс  в интервалах 0,003-0,3% от массы углеводородного сырь  (примеры 16-19). За пределами данных значений, при меньших количесвах добавки, снижаетс  светопропускание толуольного экстракта гранулированной сажи, ее относительна  кра- с ща  способность, диспергируемость и сопротивление гранул истиранию. Аналогичный эффект наблюдаетс  и при введении добавки в количестве 0,4% (пример 19)| хот  при этом и увели- чиваетс  сопротивление гранул истиранию . При совместном введении гидроокиси и хлористого натри  улучшение показателей происходит при введении 0,1-1U мае.ч. гидроокиси на 1 СО мае.ч. солей галоидных кислот. За пределами данного количества наблюдаетс  ухудшение диспергируемости сажи (примеры 15, 21-24). Аналогично оказывает вли ние введение дополнительного воздуха , оптимальное количество которого составл ет 0,01-0,3 м3 на 1 кг углеводородного сырь  (примеры 25-29). Ухудшение диспергируемости наблюда

Q 5 0

5 о Q 5 5

0

етс  также при введении щелочных ме- .- таллов и дополнительного воздуха пос- ле холодильника оросител  узла 13 (пример 1), где температура сажега- зовых продуктов составл ет менее 280°С.

Таким образом, спопоб получени  сажи по данному способу позвол ет повысить сопротивление гранул истиранию , т.е. улучшить транспортабельные свойства сажи и одновременно облегчить ее диспергируемость в на- , полненных композици х при высокой от- 1 носит-ельной крас дцей способности.

Способ может быть использован при получении печных среднеактивных и активных марок саж.

формула изобретени 

Claims (2)

1.Способ получени  сажи, включающий сжигание топлива с воздухом, подачу углеводородного сырь  в продукты горени  топлива, термическое разложение углеводородного сырь 

с образованием сажегазовых продуктов, введение в сажегазовые продукты соединений щелочных металлов, охлаждение сажегазовых продуктов, отделение сажи и гранулирование ее, о т л и - чающийс  тем, что, с целью повышени  относительной крас щей спо-1 собности сажи и сопротивлени  гранул ее истиранию при улучшении диспергируемости сажи в наполненных композици х , соединени  щелочных металлов ввод т совместно с дополнительным воздухом в сажегазовые продукты неполного термического разложени  углеводородного сырь , содержащие сажу со светопропусканием толуольного экстракта 40-88%.

2.Способ по п,1, о т л и ч а ю- щ и и с   тем, что дополнительный воздух подают в количестве 0,01 - 0,30 м3 на 1 кг углеводородного сырь 3 .Способ по п.1,отличающий с   тем,,что в качестве соединений щелочных металлов используют гидроокиси и/или соли галоидных кислот , причем при одновременном их использовании берут 0,1-10 мае.ч. гидрб- окиси на 100 мае.ч. солей галоидных кислот.

4.Способ по пп.1 и 3, о т л и ч а- ю щ и и с   тем, что соединени  щел лочных металлов ввод т в суммарном количестве 0,003-0,300% от массы углеводородного сырь .

5. Способ поп.1,отличаю- щ и и с   тем, что соединени  щелочных металлов и дополнительный возх

Показатели

I

Значени  показателей АЛЯ примера

iz::rziiz:iziiznz:::i:z:iz:iz:iz

Светопропускание то уольнсго экстракта предварительно выделенной сажи, %

Количестве вводимого в саже газовые продукты хлористого натрии, % от массы сырь 

Количество вео- омиого в саже- гэзовые продукты воздуха, м3/кг сырь 

Показатели гранулированной сажи:

Удельна  геометрическа  поверхность , и2/г

удельна  адсорбционна  поверхность.

Абсорбци  дибутилфтала- та, им/100 г

рН водной суспензии

Зольность

Светопропускание толу- ольного экстракта,%

10010010065656590вв65N0, 3

95

115

100

7.7 0,2

0,07 0,07

0,1

95

0,07

0,07 0,07 0,07 0,07 0,07

0,10,10,10,10,10,1

47

100

7,6

0,2

ЮС 100

118

юг

7,7

0,2

100

112

юг

7,6

0,7.

65

113

102

7.6 0,2

65

ИЗ

102

7.7 0,2

65

9

115

102

7,7

0,2

91

96

115

102

7,7 0,2

97

96

115

102

7,7 0,2

95

96

115

102

7,7 0,2

90

94

106

7,7 0,3

52

Показатели

, Значени 1 показателей дл  примера 12 Jl3 Тй Jl5 1 16 1 17 18 l9 Tzo 1 22 23 г 1 25 1 26 Т 27 I 29 1 29

Светопропуска- иие толуольно- го экстракта предварительно вы вленной сажи , %65 65 65 65 65 65 65 65 65 65 65 65 65 0to4040 40

Количество - вводимых « сакегазовые

продукты «в-ночных металлов t от массы сырь  ------... о,07 0,07 0,07 0,07 0,10,10,10,1 0,1

гидроокиси натри 

хлористого матриц

карбонат натри 

нитрата натри 

0,07 0 ,07 0,07 0,07 0,07 0,1 0,003 ----- 0,3 0,05 0,1 10 15 - 0,067 0,001 0,903 0,3 О, - 0 ,07

0,07 дух ввод т в сажегазовые продукты при температуре не ниже 28СаС.

Т а б л и а а 1

0,07

0,07 0,07 0,07 0,07 0,07

0,10,10,10,10,10,1

i

3

2

6 2

ИЗ

102

7.7 0,2

65

9

115

102

7,7

0,2

91

96

115

102

7,7 0,2

97

96

115

102

7,7 0,2

95

96

115

102

7,7 0,2

90

94

106

7,7 0,3

52

Таблица

Показатели

Значени  показателей дл  примера

Количество вводимого в саже газовые продукты воздуха, и /кг сырь 

Показатели гранулированной сажи: Светопро- пуекание толуолыю- го экстракта , %

Сопротивление испаре- иип, Ј

Относительна  крас - ца  способность ,%

Диспергиру- еиость, ики

Количество

,1 0,1 0,1 0,005 О, Ml °

0,1 0,1 0,1 0,1 0,1 0,1 0,1 0,1 0,1 0,1 О

87 77 82 98 82 90 92 96 90 92 98 98 89 5 90919 93

в 80 80 95 81 89 98 98 86 95 Эв 98 7288939 95

98 98 98 115 99 Ю5 ПО 100 96 100 12 115 98 91«в ПО 110 100

25 35 J5 2,5 0 Ю 7 35 0 20 2.5 0К 5 8 5 „- ° Т адроокиси натри  дано   расчете на 100 мас.ч. хлористого натри 

Продолжение табл. 2

,1 0,1 0,1 0,005 О, Ml °