專利名稱：一種控氧混氣法生產(chǎn)酸性炭黑的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種酸性炭黑的生產(chǎn)方法，更具體地說(shuō)涉及一種控氧混氣法生產(chǎn)酸性 炭黑的方法。
背景技術(shù)：
色素炭黑的生產(chǎn)方法主要有混氣法、爐法二種。混氣法是我國(guó)自主開(kāi)發(fā)成功的一 種色素炭黑生產(chǎn)工藝，是含碳芳烴等不完全燃燒工藝。其工藝特點(diǎn)是氧氣過(guò)量的燃燒工藝， 特點(diǎn)是氣態(tài)原料，強(qiáng)制氣流，氧氣過(guò)量，燃燒溫度較高(500 1000°C )，產(chǎn)量不大，但產(chǎn)品粒 徑細(xì)，炭黑表面含氧基團(tuán)多，分散性好，在油墨、油漆、色漿中應(yīng)用性能好，價(jià)格較高，缺點(diǎn)是 原料消耗高，能耗高，廢氣量大；而爐法工藝是橡膠炭黑的主要生產(chǎn)方法，也是色素炭黑的 主流生產(chǎn)方法，爐法工藝本質(zhì)上是含碳芳烴高溫裂解工藝，其特點(diǎn)是液態(tài)原料，密閉系統(tǒng)， 缺氧狀態(tài)，燃燒溫度高(1600 2100°C )，產(chǎn)品優(yōu)點(diǎn)是原料消耗較低，在ΡΕ、PP塑料中分散 性好，但產(chǎn)品粒徑較粗，325目篩余物高，炭黑表面含氧基團(tuán)少，在極性介質(zhì)中分散性差，所 以，在色素炭黑應(yīng)用領(lǐng)域中受到較大限制。目前市場(chǎng)上色素炭黑產(chǎn)品有近百個(gè)品種，主要源 于燃燒時(shí)氧氣含量、燃燒溫度、添加劑等不同形成的各種生產(chǎn)工藝，從而產(chǎn)生各種色素炭黑 產(chǎn)品的應(yīng)用性能有一定的差別。目前，混氣法色素炭黑技術(shù)領(lǐng)域的研究課題主要是設(shè)備的 專業(yè)化，提高產(chǎn)品的純凈度；創(chuàng)新生產(chǎn)工藝，提高反應(yīng)得率，有效降低原料和能源消耗，有效 降低廢氣排放量。爐法色素炭黑技術(shù)領(lǐng)域的研究課題主要是裝置的大型化、充分利用余熱 節(jié)約能源、產(chǎn)品精細(xì)化等。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種可以有效提高炭黑生產(chǎn)的轉(zhuǎn)化率，同時(shí)使炭黑尾氣可循 環(huán)利用的控氧混氣法生產(chǎn)酸性炭黑的方法。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為一種控氧混氣法生產(chǎn)酸性炭黑的方法，其特征是包括如下步驟a、85 200°C的炭黑原料油經(jīng)汽化箱加熱300 360°C汽化成氣態(tài)原料燃?xì)?；b、載燃?xì)鈿錃饣蛎簹饣蛱烊粴饣驙t法炭黑尾氣經(jīng)過(guò)火房預(yù)熱至300 500°C進(jìn)入 汽化箱；C、一路常溫空氣經(jīng)過(guò)火房預(yù)熱至50 500°C進(jìn)入汽化箱；d、上述a、b、c步驟中的氣態(tài)原料燃?xì)?、載燃?xì)?、預(yù)熱空氣按照體積比1 4 8 0.05 0.5在汽化箱內(nèi)混合后進(jìn)入火房；另一路常溫空氣不經(jīng)過(guò)火房預(yù)熱直接進(jìn)入火 房，然后氣態(tài)原料燃?xì)?、載燃?xì)狻㈩A(yù)熱空氣、常溫空氣四種物料產(chǎn)生燃燒反應(yīng)，氣態(tài)原料燃?xì)?在高溫中裂解產(chǎn)生不完全燃燒反應(yīng)，生成炭黑和炭黑尾氣，經(jīng)冷卻凈化循環(huán)利用的炭黑尾 氣作為冷卻氣體終止炭黑和常溫空氣的進(jìn)一步反應(yīng)；炭黑經(jīng)風(fēng)冷器冷卻后，再經(jīng)袋濾器過(guò) 濾收集，經(jīng)造粒機(jī)造粒包裝成炭黑成品，炭黑尾氣經(jīng)過(guò)冷卻凈化，大部份循環(huán)利用，其它通 過(guò)煙 排放。
根據(jù)所述的控氧混氣法生產(chǎn)酸性炭黑的方法，其特征是，包括如下步驟a、140°C的炭黑原料油經(jīng)汽化箱加熱350°C汽化成氣態(tài)原料燃?xì)?；b、載燃?xì)鈿錃饣蛎簹饣蛱烊粴饣驙t法炭黑尾氣經(jīng)過(guò)火房預(yù)熱至480°C進(jìn)入汽化 箱；C、一路常溫空氣經(jīng)過(guò)火房預(yù)熱至20(TC進(jìn)入汽化箱；d、上述a、b、c步驟中的氣態(tài)原料燃?xì)狻⑤d燃?xì)?、預(yù)熱空氣按照體積比1 5 0.2
在汽化箱內(nèi)混合后進(jìn)入火房；另一路常溫空氣不經(jīng)過(guò)火房預(yù)熱直接進(jìn)入火房，然后氣態(tài)原 料燃?xì)狻⑤d燃?xì)?、預(yù)熱空氣、常溫空氣4種物料產(chǎn)生燃燒反應(yīng)，氣態(tài)原料燃?xì)庠诟邷刂辛呀?產(chǎn)生不完全燃燒反應(yīng)，生成炭黑和炭黑尾氣，經(jīng)冷卻凈化循環(huán)利用的炭黑尾氣，含氧量為 1 % 15%，溫度30 80°C，作為冷卻氣體終止炭黑和常溫空氣的進(jìn)一步反應(yīng)；炭黑經(jīng)風(fēng)冷 器冷卻后，再經(jīng)袋濾器過(guò)濾收集，經(jīng)造粒機(jī)造粒包裝成炭黑成品，炭黑尾氣經(jīng)過(guò)冷卻凈化， 大部份循環(huán)利用，其它通過(guò)煙 排放。根據(jù)所述的控氧混氣法生產(chǎn)酸性炭黑的方法，其特征是，所述的經(jīng)冷卻凈化循環(huán) 利用的炭黑尾氣，含氧量為10%，溫度60°C。本發(fā)明控氧混氣法生產(chǎn)酸性炭黑的方法，在炭黑原料氣和燃燒氣中加入空氣(爆 炸極限以下)，大大加快了燃?xì)獾娜紵俣?，低氧氣含量的炭黑尾氣又減少了粉狀炭黑的進(jìn) 一步燃燒，可以有效提高炭黑生產(chǎn)的轉(zhuǎn)化率；同時(shí)，尾氣可循環(huán)利用，可以減少60%以上的 炭黑尾氣排放，實(shí)現(xiàn)了混氣法工藝的清潔生產(chǎn)。


圖1為本發(fā)明的工藝流程圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明如圖1所示，一種控氧混氣法生產(chǎn)酸性炭黑的方法，其特征是包括如下步 驟a、85 200°C的炭黑原料油經(jīng)汽化箱加熱300 360°C汽化成氣態(tài)原料燃?xì)猓籦、載燃?xì)鈿錃饣蛎簹饣蛱烊粴饣驙t法炭黑尾氣經(jīng)過(guò)火房預(yù)熱至300 500°C進(jìn)入 汽化箱；C、一路常溫空氣經(jīng)過(guò)火房預(yù)熱至50 500°C進(jìn)入汽化箱；d、上述a、b、c步驟中的氣態(tài)原料燃?xì)狻⑤d燃?xì)?、預(yù)熱空氣按照體積比1 4 8 0.05 0.5在汽化箱內(nèi)混合后進(jìn)入火房；另一路常溫空氣不經(jīng)過(guò)火房預(yù)熱直接進(jìn)入火 房，然后氣態(tài)原料燃?xì)?、載燃?xì)?、預(yù)熱空氣、常溫空氣4種物料產(chǎn)生燃燒反應(yīng)，氣態(tài)原料燃?xì)?在高溫中裂解產(chǎn)生不完全燃燒反應(yīng)，生成炭黑和炭黑尾氣，經(jīng)冷卻凈化循環(huán)利用的炭黑尾 氣作為冷卻氣體終止炭黑和常溫空氣的進(jìn)一步反應(yīng)；炭黑經(jīng)風(fēng)冷器冷卻后，再經(jīng)袋濾器過(guò) 濾收集，經(jīng)造粒機(jī)造粒包裝成炭黑成品，炭黑尾氣經(jīng)過(guò)冷卻凈化，大部份循環(huán)利用，其它通 過(guò)煙 排放。實(shí)施例一種控氧混氣法生產(chǎn)酸性炭黑的方法，其特征是，包括如下步驟
a、140°C的炭黑原料油經(jīng)汽化箱加熱350°C汽化成氣態(tài)原料燃?xì)猓籦、載燃?xì)鈿錃饣蛎簹饣蛱烊粴饣驙t法炭黑尾氣經(jīng)過(guò)火房預(yù)熱至480°C進(jìn)入汽化 箱；C、一路常溫空氣經(jīng)過(guò)火房預(yù)熱至200°C進(jìn)入汽化箱；d、上述a、b、c步驟中的氣態(tài)原料燃?xì)?、載燃?xì)?、預(yù)熱空氣按照體積比1 5 0.2 在汽化箱內(nèi)混合后進(jìn)入火房；另一路常溫空氣不經(jīng)過(guò)火房預(yù)熱直接進(jìn)入火房，然后氣態(tài)原 料燃?xì)?、載燃?xì)?、預(yù)熱空氣、常溫空氣四種物料產(chǎn)生燃燒反應(yīng)，氣態(tài)原料燃?xì)庠诟邷刂辛呀?產(chǎn)生不完全燃燒反應(yīng)，生成炭黑和炭黑尾氣，經(jīng)冷卻凈化循環(huán)利用的炭黑尾氣，含氧量為
15%，溫度30 80°C (優(yōu)選含氧量為10%，溫度60°C)作為冷卻氣體終止炭黑和常 溫空氣的進(jìn)一步反應(yīng)；炭黑經(jīng)風(fēng)冷器冷卻后，再經(jīng)袋濾器過(guò)濾收集，經(jīng)造粒機(jī)造粒包裝成炭 黑成品，炭黑尾氣經(jīng)過(guò)冷卻凈化，大部份循環(huán)利用，其它通過(guò)煙囪排放。本發(fā)明原理本發(fā)明提供了一種酸性炭黑的生產(chǎn)方法，包括如下步驟炭黑原料油(85 2000C )經(jīng)汽化箱(300 360°C )加熱汽化成氣態(tài)原料燃?xì)?，載燃?xì)鈿錃饣蛎簹饣蛱烊粴饣?爐法炭黑尾氣或其它可燃?xì)饨?jīng)過(guò)火房預(yù)熱至300 50(TC，一路常溫空氣經(jīng)過(guò)火房預(yù)熱至 50 50(TC，另一路常溫空氣不經(jīng)過(guò)火房預(yù)熱，上述物料氣態(tài)原料燃?xì)狻⑤d燃?xì)?、預(yù)熱空氣 經(jīng)一定比例(體積比為1 4 8 0.05 0.5)混合后進(jìn)入火房，與常溫空氣一起產(chǎn)生燃 燒反應(yīng)，氣態(tài)原料燃?xì)庠诟邷刂辛呀猱a(chǎn)生不完全燃燒反應(yīng)，生成炭黑和炭黑尾氣，經(jīng)冷卻凈 化循環(huán)利用的炭黑尾氣(含氧量為 15%，30 80°C )作為冷卻氣體終止炭黑和常溫 空氣的進(jìn)一步反應(yīng)，炭黑經(jīng)風(fēng)冷器冷卻后，再經(jīng)袋濾器過(guò)濾收集，經(jīng)造粒機(jī)造粒包裝成炭黑 成品，炭黑尾氣經(jīng)過(guò)冷卻凈化，大部份(60% )循環(huán)利用，其它(40% )通過(guò)煙囪排放。本發(fā) 明所提供的生產(chǎn)方法，在炭黑氣態(tài)原料燃?xì)夂洼d燃?xì)庵屑尤腩A(yù)熱空氣(爆炸極限以下)形 成混合燃?xì)?，大大加快了載燃?xì)獾娜紵俣龋脱鯕夂康奶亢谖矚庥譁p少了粉狀炭黑的 進(jìn)一步燃燒，可以有效提高炭黑生產(chǎn)的轉(zhuǎn)化率；同時(shí)，炭黑尾氣的循環(huán)利用，可以減少60 % 以上的炭黑尾氣排放，實(shí)現(xiàn)了混氣法工藝的清潔生產(chǎn)。本發(fā)明混合燃?xì)庠谶^(guò)量氧氣的狀態(tài)下燃燒，生成的炭黑表面含有大量的含氧基 團(tuán)，炭黑有弱酸性，在極性介質(zhì)中有很好的分散性能。本發(fā)明向氣態(tài)原料燃?xì)夂洼d燃?xì)庵屑尤腩A(yù)熱空氣(爆炸極限以下，體積含量通常 為混合燃?xì)獾?10% )，形成混合燃?xì)?，加快了載燃?xì)?、預(yù)熱空氣和常溫空氣的燃燒反 應(yīng)，提高了炭黑的黑度和氣態(tài)原料燃?xì)獾纳商亢诜磻?yīng)得率。本發(fā)明在火房中加入經(jīng)過(guò)袋濾器并冷卻凈化的炭黑尾氣⑥。由于炭黑尾氣⑥氧氣 含量低，通常為 15%，可以有效中止炭黑和常溫空氣的進(jìn)一步反應(yīng)，提高炭黑的表面 性能，同時(shí)提高氣態(tài)原料燃?xì)獾纳商亢诜磻?yīng)得率。本發(fā)明中炭黑生產(chǎn)中的炭黑尾氣可以循環(huán)使用，可以降低60%以上的廢氣排放， 實(shí)現(xiàn)了混氣法炭黑生產(chǎn)的清潔工藝。上面所述的實(shí)施例僅是對(duì)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式進(jìn)行描述，并非對(duì)本發(fā)明的構(gòu)思 和保護(hù)范圍進(jìn)行限定，在不脫離本發(fā)明設(shè)計(jì)構(gòu)思的前提下，本領(lǐng)域中普通工程技術(shù)人員對(duì) 本發(fā)明的技術(shù)方案作出的各種變型和改進(jìn)，均應(yīng)落入本發(fā)明的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
一種控氧混氣法生產(chǎn)酸性炭黑的方法，其特征是包括如下步驟a、85～200℃的炭黑原料油經(jīng)汽化箱加熱300～360℃汽化成氣態(tài)原料燃?xì)?；b、載燃?xì)鈿錃饣蛎簹饣蛱烊粴饣驙t法炭黑尾氣經(jīng)過(guò)火房預(yù)熱至300～500℃進(jìn)入汽化箱；c、一路常溫空氣經(jīng)過(guò)火房預(yù)熱至50～500℃進(jìn)入汽化箱；d、上述a、b、c步驟中的氣態(tài)原料燃?xì)?、載燃?xì)?、預(yù)熱空氣按照體積比1∶4～8∶0.05～0.5在汽化箱內(nèi)混合后進(jìn)入火房；另一路常溫空氣不經(jīng)過(guò)火房預(yù)熱直接進(jìn)入火房，然后氣態(tài)原料燃?xì)狻⑤d燃?xì)?、預(yù)熱空氣、常溫空氣4種物料產(chǎn)生燃燒反應(yīng)，氣態(tài)原料燃?xì)庠诟邷刂辛呀猱a(chǎn)生不完全燃燒反應(yīng)，生成炭黑和炭黑尾氣，經(jīng)冷卻凈化循環(huán)利用的炭黑尾氣作為冷卻氣體終止炭黑和常溫空氣的進(jìn)一步反應(yīng)；炭黑經(jīng)風(fēng)冷器冷卻后，再經(jīng)袋濾器過(guò)濾收集，經(jīng)造粒機(jī)造粒包裝成炭黑成品，炭黑尾氣經(jīng)過(guò)冷卻凈化，大部份循環(huán)利用，其它通過(guò)煙囪排放。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的控氧混氣法生產(chǎn)酸性炭黑的方法，其特征是，包括如下步驟a、140°C的炭黑原料油經(jīng)汽化箱加熱350°C汽化成氣態(tài)原料燃?xì)?；b、載燃?xì)鈿錃饣蛎簹饣蛱烊粴饣驙t法炭黑尾氣經(jīng)過(guò)火房預(yù)熱至480°C進(jìn)入汽化箱；c、一路常溫空氣經(jīng)過(guò)火房預(yù)熱至20(TC進(jìn)入汽化箱；d、上述a、b、c步驟中的氣態(tài)原料燃?xì)?、載燃?xì)狻㈩A(yù)熱空氣按照體積比1 5 0.2在汽 化箱內(nèi)混合后進(jìn)入火房；另一路常溫空氣不經(jīng)過(guò)火房預(yù)熱直接進(jìn)入火房，然后氣態(tài)原料燃 氣、載燃?xì)狻㈩A(yù)熱空氣、常溫空氣四種物料產(chǎn)生燃燒反應(yīng)，氣態(tài)原料燃?xì)庠诟邷刂辛呀猱a(chǎn)生 不完全燃燒反應(yīng)，生成炭黑和炭黑尾氣，經(jīng)冷卻凈化循環(huán)利用的炭黑尾氣，含氧量為1 % 15%，溫度30 80°C，作為冷卻氣體終止炭黑和常溫空氣的進(jìn)一步反應(yīng)；炭黑經(jīng)風(fēng)冷器冷 卻后，再經(jīng)袋濾器過(guò)濾收集，經(jīng)造粒機(jī)造粒包裝成炭黑成品，炭黑尾氣經(jīng)過(guò)冷卻凈化，大部 份循環(huán)利用，其它通過(guò)煙 排放。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的控氧混氣法生產(chǎn)酸性炭黑的方法，其特征是，所述的經(jīng)冷卻 凈化循環(huán)利用的炭黑尾氣，含氧量為10%，溫度60°C。
全文摘要
一種控氧混氣法生產(chǎn)酸性炭黑的方法，包括a、85～200℃的炭黑原料油經(jīng)汽化箱加熱300～360℃汽化成氣態(tài)原料燃?xì)猓籦、載燃?xì)饨?jīng)過(guò)火房預(yù)熱至300～500℃進(jìn)入汽化箱；c、一路常溫空氣經(jīng)過(guò)火房預(yù)熱至50～500℃進(jìn)入汽化箱；d、上述a、b、c步驟中的氣體按照體積比1∶4～8∶0.05～0.5在汽化箱內(nèi)混合后進(jìn)入火房；另一路常溫空氣直接進(jìn)入火房，四種氣體產(chǎn)生燃燒反應(yīng)，氣態(tài)原料燃?xì)庠诟邷刂辛呀猱a(chǎn)生不完全燃燒反應(yīng)，生成炭黑和炭黑尾氣，經(jīng)冷卻凈化循環(huán)利用的炭黑尾氣作為冷卻氣體終止炭黑和常溫空氣的進(jìn)一步反應(yīng)；炭黑尾氣經(jīng)過(guò)冷卻凈化，大部份循環(huán)利用，其它通過(guò)煙囪排放。本發(fā)明提高了炭黑生產(chǎn)的轉(zhuǎn)化率，尾氣可循環(huán)利用。
文檔編號(hào)C09C1/48GK101955694SQ20101026383
公開(kāi)日2011年1月26日 申請(qǐng)日期2010年8月23日 優(yōu)先權(quán)日2010年8月23日
發(fā)明者劉夕陽(yáng) 申請(qǐng)人:山東知本原特種炭黑有限公司