[發(fā)明專利]一種以煤焦油生產(chǎn)橡膠用炭黑的方法及反應(yīng)爐

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410144552.X
• 申請(qǐng)日: 2014-04-11
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN103980741A
• 公開(kāi)（公告）日: 2014-08-13
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 馬彥;常廣飛;王軍庭;王志華
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 嘉峪關(guān)大友嘉能化工有限公司
• 主分類號(hào): C09C1/50
• 分類號(hào): C09C1/50
• 代理公司: 甘肅省知識(shí)產(chǎn)權(quán)事務(wù)中心 62100
• 代理人: 張英荷

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及炭黑生產(chǎn)領(lǐng)域，具體涉及一種只以煤焦油為原料生產(chǎn)橡膠用炭黑的方法；本發(fā)明還涉及以煤焦油為原料生產(chǎn)橡膠用炭黑的反應(yīng)爐。

背景技術(shù)

炭黑可作為補(bǔ)強(qiáng)填充劑用在橡膠生產(chǎn)中，對(duì)橡膠的物理機(jī)械性能和加工工藝都有重要的影響。對(duì)于爐法炭黑生產(chǎn)線，反應(yīng)爐是其核心設(shè)備，其一般工藝是：空氣和燃料在反應(yīng)爐中燃燒，原料經(jīng)霧化后噴入燃燒的火焰中，經(jīng)高溫?zé)峤馍商亢冢惶亢趹腋∮谌加鄽庵行纬蔁煔猓粺煔饨?jīng)冷卻后被收集和干燥。炭黑行業(yè)對(duì)原料油的質(zhì)量要求是：芳烴含量要高，相關(guān)指數(shù)(BMCI)≥120，雜質(zhì)、瀝青類和膠質(zhì)要少。一般來(lái)說(shuō)，蒽油、防腐油和乙烯焦油是較理想的炭黑生產(chǎn)原材料。目前，生產(chǎn)橡膠用炭黑的原料一般使用煤焦油和蒽油的混合油，增加煤焦油中蒽油的比例目的是提高炭黑的著色強(qiáng)度。蒽油是煤焦油組成的一部分，可通過(guò)蒸餾獲得，蒽油的價(jià)格高于煤焦油，炭黑原料中蒽油比例的增大無(wú)疑增加了生產(chǎn)成本。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種以煤焦油為單一原料生產(chǎn)橡膠用炭黑的方法。

本發(fā)明的另一目的是提供以煤焦油生產(chǎn)橡膠用炭黑的反應(yīng)爐。

本發(fā)明的技術(shù)方案是：一種以煤焦油生產(chǎn)橡膠用炭黑的方法，其特征在于:?以煤氣為燃料，以全煤焦油為原料油，既煤焦油中不添加蒽油，在反應(yīng)爐中發(fā)生裂解生產(chǎn)炭黑煙氣，炭黑煙氣經(jīng)冷卻、收集、造粒和干燥得到橡膠用炭黑，在反應(yīng)爐中生產(chǎn)所述炭黑煙氣的工藝步驟包括：

（1）燃料與預(yù)熱空氣的混合燃燒：煤氣通過(guò)環(huán)形煤氣分配器徑向噴入燃燒室，與預(yù)熱空氣混合后燃燒；傳統(tǒng)方法中多使用煤氣槍將煤氣從燃燒室前端軸向噴入燃燒室，相對(duì)于軸向噴入，本發(fā)明預(yù)熱后的高溫空氣和徑向噴入燃燒室的煤氣混合更充分，提高了煤氣燃燒效率和反應(yīng)爐內(nèi)火焰溫度，有利于熱能的充分利用和產(chǎn)品著色強(qiáng)度的提高。

（2）原料油的噴入：原料油通過(guò)喉管段的原料油油槍噴入反應(yīng)爐，進(jìn)行裂解反應(yīng)，原料油噴入時(shí)，原料油溫度控制為70-80?°C，入爐油壓為2.5-2.75Mpa，油槍個(gè)數(shù)為12-16個(gè)。同時(shí)，對(duì)于生產(chǎn)一定型號(hào)的橡膠用炭黑產(chǎn)品，入爐原料油的總流速維持在一定范圍內(nèi)，本步驟中可按經(jīng)驗(yàn)控制和調(diào)整流速，且入爐原料油的流速優(yōu)選控制在6300-6700kg/h。

原料油溫度越高其粘度越低，噴入爐內(nèi)的霧化效果就越好；增大入爐油壓也可提高原料油的霧化水平；增加油槍的數(shù)目可以直接提高原料油霧化效果；提高原料油的霧化效果可以增加炭黑產(chǎn)品的著色強(qiáng)度。

進(jìn)一步地，所述步驟（2）中油槍槍咀角度小于或等于15°。油槍槍咀噴射角度越小，噴出油的軌跡越長(zhǎng)，與燃燒的火焰接觸更好，有利于產(chǎn)品著色強(qiáng)度的提高。

進(jìn)一步地，所述步驟（2）中原料油噴入時(shí)，原料油溫度控制為72-78°C，入爐油壓為2.5-2.75Mpa，油槍個(gè)數(shù)為12個(gè)。

一種適用于上述方法的生產(chǎn)橡膠用炭黑的反應(yīng)爐，包括燃燒室、喉管段、反應(yīng)室和急冷段，其特征在于：燃料氣體通過(guò)環(huán)形煤氣分配器噴入所述燃燒室，環(huán)形煤氣分配器包括環(huán)形煤氣分配器主體和出氣管，環(huán)形煤氣分配器主體套接在所述燃燒室外部，所述環(huán)形煤氣分配器的出氣管嵌入燃燒室壁內(nèi)，所述出氣管端部的出氣口徑向噴射煤氣；煤氣分配器安裝在燃燒室的壁上和外部，反應(yīng)爐內(nèi)設(shè)備減少，減小了爐膛內(nèi)的壓力，降低了提供煤氣的煤壓機(jī)和提供空氣的主供風(fēng)機(jī)的負(fù)荷，從而可以節(jié)約部分電能。所述喉管段設(shè)有前排油槍和后排油槍，所述前排油槍和所述后排油槍之間設(shè)置中排油槍，所述中排油槍和所述后排油槍交錯(cuò)設(shè)置，所述中排油槍和所述后排油槍各4-8個(gè)。

進(jìn)一步地，中排油槍至所述后排油槍的距離為40-60mm，優(yōu)選50mm。所述前排油槍至所述中排油槍的距離為所述中排油槍至所述后排油槍距離的9-12倍。炭黑反應(yīng)爐普遍設(shè)置前排油槍和后排油槍，后排油槍用于噴射原料油，前排油槍起輔助作用，前排油槍設(shè)置在喉管段前端，此處噴出油的反應(yīng)時(shí)間長(zhǎng)、產(chǎn)品吸油值高但是產(chǎn)量低。喉管段的長(zhǎng)度約1000mm。至后排油槍距離較近的中排油槍，在正常情況下同后排油槍一起噴射原料油，有利于提高原料油的霧化效果。

進(jìn)一步地，所述前排油槍和所述后排油槍在喉管段壁內(nèi)徑向鑲嵌安裝，且槍咀角度小于或等于15°。

進(jìn)一步地，所述環(huán)形煤氣分配器的出氣管個(gè)數(shù)在6個(gè)以上，均勻設(shè)置。

上述反應(yīng)爐也適用于以煤焦油和蒽油為原料油生產(chǎn)橡膠用炭黑的工藝。