[發明專利]用于獲得含硫量減少的炭黑粉末的方法

有效

• 申請號: 201380020228.0
• 申請日: 2013-03-28
• 公開（公告）號: CN104334650B
• 公開（公告）日: 2017-04-26
• 發明（設計）人: 扎凡·桑迪普·瓦桑特;奇尼·哈沙德·拉文答臘;古普塔·修比特
• 申請（專利權）人: 埃迪亞貝拉科技有限公司
• 主分類號: C09C1/56
• 分類號: C09C1/56
• 代理公司: 隆天知識產權代理有限公司72003
• 代理人: 吳小瑛,王芝艷

技術領域

本公開涉及用于制備炭黑粉末的方法。

更具體地說，本公開涉及一種用于獲得含硫量低的炭黑粉末的方法。

背景技術

炭黑是碳的細分形式，是通過如FCC焦油、煤焦油、乙烯裂解焦油的重質石油產品的不完全燃燒而產生，并且少量地從植物油中產生。炭黑主要包含呈半球形膠體顆粒形式的元素碳，所述元素碳相互聚結并且主要形成顆粒聚集體。炭黑是無定形碳的形式，所述無定形碳具有高的表面積與體積比。炭黑(CB)粉末具有各種各樣的應用，范圍為從輪胎到電極、顏料、化妝品、塑料、涂料等。然而，這些應用中的每一種應用所要求的粉末級別在結構和組成方面都是不同的。專業應用的一個首要的必需條件是在含硫量以及其它金屬離子污染方面炭黑粉末的高純度。炭黑制造所固有的問題之一是原材料中的總含硫量，這使得不但在油的燃燒過程中會產生環境危害物，而且這些環境危害物被最終的炭黑粉末攜帶。最終產品中硫的存在對品質是不利的，特別是對于專業應用而言是不利的。

炭黑原料或炭黑原材料通常含有約1％至4％的硫。這種硫的約40％在制造過程中被保留到最終的炭黑產品中，總計達約1.0％至1.5％的硫。這種高含硫雜質對特別是作為顏料、工業電極、底涂層、導電涂料等的應用不利。在絕緣塑料工業中，存在對于含硫低的炭黑的需要，以便提高物質的絕緣能力并且使物質的表面更均勻。基本上，根據工業標準，所要求的含硫量小于0.75％。

現有技術公開了用于除硫的各種方法，如加氫脫硫、吸附、溶劑萃取、生物酶處理、氧化等。然而，這些方法一般適用于對石化油和液體燃料的除硫。

用于從石油除硫的方法是基于由堿金屬，特別是作為脫硫劑的金屬鈉對油的處理。在這種方法中，硫主要是作為金屬硫化物去除，而不是去除整個含硫分子。金屬鈉通常以純金屬或合金形式來使用，負載于惰性物質上或溶解于氨中。在一些方法中，使用如NaHS、NaNH₂的其它鈉基化合物來脫硫。然而，這些鈉基脫硫方法與如下的限制相關聯：已脫硫的進料油的低產量、大量不溶性淤渣的形成、氫的需求以及安全問題。重油和石油殘渣的固有高粘度使得在脫硫過程之前和之后難以進行加工和分離操作。因此，在所述過程中，特別是在過濾或分離期間，存在大量的進料油損失。此外，許多用于油處理的基于金屬鈉的方法使用處于高壓下的氫與金屬鈉的組合來脫硫。

在文獻提及的用于減少含硫量的以上方法是針對原油或目標在于重油升級。然而，這些方法都未曾嘗試對如炭黑粉末的固體材料脫硫。迄今為止，還未曾探究到使用鈉基脫硫對如炭黑的固體粉末材料進行除硫。

因此，迫切需要開發一種用于使用鈉基脫硫技術來減少炭黑粉末中的硫的方法。

發明目的

本文中至少一個實施方案所滿足的本公開的目的中的一些如下：

本公開的一個目的在于，提供一種用于獲得含硫量小于0.07％的炭黑粉末的可行方法。

本公開的另一個目的在于，提供一種用于獲得含硫量小于0.07％的炭黑粉末的方法，其中所述方法是在不存在氫和外部壓力條件的情況下進行。

發明內容

根據本公開，提供一種用于獲得含硫量小于0.07％的炭黑粉末的方法，所述方法包括：

在預定的溫度和壓力下，使含硫量在1％至2％范圍內的炭黑粉末與堿金屬或堿金屬的鹽在流體介質中反應，以便形成含有堿金屬硫化物衍生物和含硫量小于0.07％的炭黑粉末的反應后混合物；以及

從所述混合物分離堿金屬硫化物衍生物，從而獲得含硫量小于0.07％的炭黑粉末。

在本公開的優選實施方案中，堿金屬或堿金屬的鹽在與炭黑粉末反應之前分散在流體介質中。

通常，反應在連續攪拌下進行。

通常，堿金屬是金屬鈉。

通常，堿金屬鹽是氫氧化鈉。

通常，流體介質由選自由以下各項組成的組的至少一種化合物組成：甲苯、二甲苯、己烷、庚烷、汽油、煤油、原油、殘油、氨、氫氣以及氮氣。

通常，流體介質由二甲苯組成。

通常，預定壓力是在10psig至500psig、更優選14psig至50psig的范圍內。

通常，預定溫度是在50℃至500℃，更優選250℃至350℃的范圍內。

通常，堿金屬硫化物衍生物通過在30℃至100℃范圍內的溫度下用水處理所述混合物而從所述混合物分離。

具體實施方式