SU553829A1 - Способ получени сажи - Google Patents

Description

1

Изобретение относитс  к производству углероднойсажи разложением жидких и газообразных углеводородов и может использоватьс  в нефтехимической промышленности при производстве саж различной стру..

Известен способ получени  сажи разложением жидких и газообразных углеводородов в высокотемпературном потоке продуктов полного горени  топлива в воздухе или воздухокислородной смеси с последующей закалкой образующихс  продуктов 1,

Азот, содержащийс  в воздухе,  вл етс  балластом, так как не принимает участи  в процессе, но требует дл  своего нагрева большое количество тепла, что снижает выход сажи (до 50%) . При сжигании топлива в чистом кислороде в камере сгорани  развиваютс  температуры выше ЗОООС. Дл  предохранени  футеровки камеры сгорани  ее охлаждают, что приводит к усиленному отводу тепла из процесса и к резкому снижению выхода сажи - примерно до 2840% на сырье.

Известный способ не позвол ет регулировать физико-химические свойства сажи (дисперсность и др,).

Цель изобретени  - повышение выхода сажи, регулирование ее физико-химических свойств.

Это достигаетс  тем, что в кислород перед сжиганием ввод т перегретый вод ной пар..

На чертеже изображено устройство, по сн ющее предлагаемый способ.

Углеводородное топливо (предпоч0 тительно природный газ), нагретое до , поступает по трубопроводу 1 в камеру 2 сгорани . Аксиально по трубопроводу 3 подают парокислородную смесь со стехиометричес5 ким количеством киcJIopoдa по отношению к топливу. Парокислородную смесь предварительно нагревают в рекуперативном подогревателе до 600°С, а затем в огневом калорифере до 8000 за счет газов процесса, подаваемых в калорифер после рукавного фильтра. Концентрацию кислорода в вод ном паре берут такую, чтобы сжигании топлива получить вод 5 ной пар и двуокись углерода в соотношении более 2:1 и менее 9:1 дл  изменени  выхода и дисперсности сажи . В камере 2 сгорани  топливо сгорает , температура при этом повышает0 с   до 1800-240,0С. Сырье поступает

ПО трубопроводу 4 в продукты горени  топлива. В зоне 5 реакции происходит процесс образовани  и закалки водой продуктов реакции.

Пример. Дизельное топливо в количестве 2,5 кг/ч поступает по трубопроводу 1 в камеру 2 сгорани . Сюда же по трубопроводу 3 подают 11/0 имV вод ного пара и 6,4 нм /ч окислител  (98% О + 2%N). При сгораний топлива образуютс  и СО

в отношении 3,7. В продукты горени  по трубопроводу 4 подвод т толуол в количестве 2,5 кг/ч. Перед вводом сырь  температура в зоне 5 реакции - . Получают сажу с 1выходом 85% на сьорье с удельной геометрической поверхностью 125 м/г и масл ным числом 98 мл/100 г.

В таблице пргггведены результаты осуществлени  предлагаемого способа получени  сажи и известного.

Расход, кг/ч:

сырье

топливо

а

Расход, нм /ч:

кислород

. вод ной пар

Температура в зоне, С

реакции

горени 

Отношение вод ной пар СОг в продуктах горени 

Выход сажи, вес.% на

сырье

Удельна  геометрическа  поверхность,

Удельна  адсорбционна поверхность,

Содержание функционалных групп на поверхно сажи,%:

фенольных

карбоксильных хинонных

лактонных

Масл ное число,

МП/100 г

Водородный

показатель (рН) .

к) 

. Расход топлива в .

18,9 15,2

30,4

2700

38,0

155 300

0,04 0,21 0,56 0,05

169 7,3

Из приведенных в таблице данных видно, что предварительное смешение перегретого вод ного пара с кислородом снижает температуру в зоне горени  с 2700 до 1700 - 1800 С, что положительно сказываетс  на футеровке.

Применение вод ного пара позвол ет сдвинуть равновесие вод ного газа в сторону меньшего содержани  окиси углерода и тем са№лм резко повысить выход сажи. Регулиру  количество вод ного пара, можно мен ть температуру в камере сгорани  и в зоне реакции и тем самым регулировать в широких пределах дисперсность, структуру и концентрацию кислородсодержащих групп на поверхности получаемой сажи. Кроме того, применение вод ного пара снижает взрывоопасность процесса.

При получении сажи в среде, состо щей преимущественно из вод ного пара, достигаютс  высокие значени  удельной геометрической поверхности сажи при высоком выходе и коэффициенте шерховатости, близком к единице. Получаема  при этом, сажа отличаетс  большим содержанием хинонных групп на поверхности.

Формула кзобретени- 

Способ получени  сажи из углеводородного сырь , включающий его разложение в потоке продуктов сжигани  топлива в кислороде, вз тых в схехиометрическом соотношении, и последующее охлаждение обраэукнцихс  продуктов, отличающийс  тем, что, с целью повьваени  выхода сажи и регулировани  ее физико-химических свойств, перед сжиганием в кислород ввод т перегретый вод ной пар.

Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе

1. Патент США 3595618, кл. 23-209.4, опублик. 27.07.71.

Claims (1)

1. Формула изобретения

   Способ получения сажи из углеводородного сырья, включающий его разложение в потоке продуктов сжигания топлива в кислороде, взятых в схехиометрическом соотношении, и последующее охлаждение образующихся _ продуктов, отличающийся '5 тем, что, с целью повьвпения выхода сажи и регулирования ее физико-химических свойств, перед сжиганием в кислород вводят перегретый водяной пар.

   20 Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

   1. Патент США » 3595618,' кл. 23-209.4, опублик. 27.07.71.