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DE1467480C3 - Process for the production of furnace soot with a given module - Google Patents

Process for the production of furnace soot with a given module

Info

Publication number
DE1467480C3
DE1467480C3 DE19651467480 DE1467480A DE1467480C3 DE 1467480 C3 DE1467480 C3 DE 1467480C3 DE 19651467480 DE19651467480 DE 19651467480 DE 1467480 A DE1467480 A DE 1467480A DE 1467480 C3 DE1467480 C3 DE 1467480C3
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
reaction
furnace
water
line
soot
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired
Application number
DE19651467480
Other languages
German (de)
Inventor
Harry Franklin; Woollett Paul Robert; Orange Tex. Kester (V.St.A.)
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Phillips Petroleum Co
Original Assignee
Phillips Petroleum Co
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Phillips Petroleum Co filed Critical Phillips Petroleum Co
Application granted granted Critical
Publication of DE1467480C3 publication Critical patent/DE1467480C3/en
Expired legal-status Critical Current

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Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Ofenruß mit vorgegebenem Modul durch Pyrolyse und/oder teilweise Verbrennung von Kohlenwasserstoffen. The invention relates to a method for producing furnace soot with a given module by pyrolysis and / or partial combustion of hydrocarbons.

Ofenruß wird häufig in Kautschuk/nischungen eingemischt, um deren Eigenschaften zu steuern. Dabei wird besonders auf eine gleichbleibende Qualität des Ofenrußes Wert gelegt, da davon das Konstantbleiben des »15-Minuten- und 30-Minuten-Moduls« des Kautschukproduktes gewährleistet wird. Ein derartiger Modul ist jedoch schwer konstant zu halten, da er über die Rußqualität von der Qualität des verwendeten Öls, die durch den BMC-lndex definiert ist, von Luftdruck- und Feuchtigkeitsänderungen und anderen oft unkontrollierbaren Faktoren, die sich langsam ändern, abhängt.Oven soot is often mixed into rubber / mixtures, to control their properties. Particular attention is paid to the consistent quality of the Oven soot is important because it helps keep the "15-minute and 30-minute module" of the rubber product constant is guaranteed. However, such a module is difficult to keep constant because it over the soot quality from the quality of the oil used, which is defined by the BMC index, from air pressure and humidity changes and other often uncontrollable factors that change slowly, depends.

Es ist bereits ein Verfahren bekannt, gemäß dem die Struktur von Ruß und somit der Modulwert, den Ruße Kautschukmischungen verleihen, geäjidert wird, indem Spaltöl, ein Alkalimetall oder eine Alkalimetallverbindung zugesetzt wird. Die in den Reaktor eingeführten Mengen müssen dabei genau dosiert und sehr klein sein. Da die zugesetzten Spaltölmengen im Vergleich zu der zugesetzten Menge an Alkaliverbindung sehr groß ist, ruft eine geringfügige Änderung der zugegebenen Menge bereits eine große Moduländerung hervor, wodurch sich äußerst schwierige Regel- und Abmessungsprobleme ergeben. Da Alkalimetallverbindungen im allgemeinen in öl schwer oder nicht löslich sind, besteht immer die Gefahr einer völligen oder teilweisen Separierung, so daß eine homogene Verteilung in dem Spaltöl nahezu unmöglich wird. Außerdem haben Alkalimetallverbindungen den Nachteil, daß sie die Korrosion von eisenhaltigen Metallen beschleunigen und bei siliziumhaltigen feuerfesten Materialien als Flußmittel wirken.A method is already known according to which the structure of carbon black and thus the modulus value, the carbon black Give rubber compounds, is moaned by Fission oil, an alkali metal or an alkali metal compound is added. The ones introduced into the reactor Quantities have to be precisely dosed and very small. Since the amount of splitting oil added compared to the The amount of alkali compound added is very large, causing a slight change in the amount added Quantity already shows a large change in module, which creates extremely difficult control and dimension problems result. Since alkali metal compounds are generally difficult or insoluble in oil, there is always the risk of complete or partial separation, so that a homogeneous distribution in the Fission oil becomes almost impossible. In addition, alkali metal compounds have the disadvantage that they Accelerate corrosion of ferrous metals and in the case of silicon-containing refractory materials as Flux work.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht deshalb darin, ein Verfahren zur Herstellung von Ofenruß mit vorgegebenem Modul zu schaffen, das es ermöglicht, durch eine einfache Steuerung ohne Verwendung von Alkalimetallverbindungen den Modul konstant zu halten.The object of the present invention is therefore to provide a process for the production of To create furnace soot with a given module, which makes it possible to use a simple control without Use of alkali metal compounds to keep the module constant.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Reaktionsgemisch an einer ersten Stelle längs der Strömungslinie durch den Reaktionsteil des Ofens abgeschreckt wird, um die Reaktion zu verzögern, aber nicht zu beenden, wobei der Zufluß von Abschreckflüssigkeit zu dieser ersten Stelle zur Erzeugung eines höheren Moduls gesteigert und zur Erzeugung einesThis object is achieved according to the invention in that the reaction mixture is longitudinally at a first point the flow line through the reaction portion of the furnace is quenched to retard the reaction, however not to terminate, with the inflow of quench fluid to this first location to produce a higher modulus and to generate a

ίο niedrigeren Moduls vermindert wird, und daß das sich ergebende Reaktionsgemisch an einer zweiten Stelle längs der Strömungslinie durch den Reaktionsteil des Ofens stromab von der ersten Stelle abgeschreckt wird, um die Reaktion zu beenden, wobei die im Patentanspruch genannten Bedingungen eingehalten sind.ίο lower modulus is diminished, and that the resulting reaction mixture at a second point along the flow line through the reaction part of the Furnace downstream of the first point is quenched in order to terminate the reaction, said in claim conditions are met.

Dies hat den Vorteil, daß keinerlei Fremdsubstanzen zugesetzt werden müssen und die Einstellung der Rußeigenschaften zuverlässig und genau erfolgen kann, da die Regulierung der relativ großen Flüssigkeitsmengenströme einfach und ohne großen apparativen Aufwand möglich ist. Der 15- bzw. 30-Minuten-Modul ist somit auf einfache Weise konstant zu halten, wobei der Abriebwiderstand oder die Oberfläche, des Rußes, gemessen nach der Methode der Stickstoffabsorption, im folgenden kurz Stickstoffoberfläche genannt, praktisch nicht verändert wird.This has the advantage that no foreign substances have to be added and the setting of the Soot properties can be done reliably and accurately, since the regulation of the relatively large liquid flow rates is possible easily and without a large outlay in terms of equipment. The 15 or 30 minute module can thus be kept constant in a simple manner, whereby the abrasion resistance or the surface, of the soot, measured by the nitrogen absorption method, hereinafter referred to as nitrogen surface area for short, practical is not changed.

Wird bei einem Ofen, dessen Reaktionsteil einen Durchmesser von 0,3 m hat und bei welchem die erste und zweite Abkühlstelle ungefähr 1,5 bis 3 m auseinanderliegen, eine entsprechende Wassermenge so eingeführt, daß jeweils die Hälfte des Wassers jeder Abkühlstelle zugeführt wird, so wird dadurch die Temperatur des ausströmenden Rauchgases auf einen Bereich von über 1315 bis unter 9300C, vorzugsweise auf etwa 870° C, herabgesetzt. Eine Zunahme des durch die erste Abschreckstelle ausströmenden Wassers von etwa 3,5 bis 4,0 1 pro Minute erhöht den 15-Minuten-Modul um etwa 2,8 kp/cm2 und den 30-Minuten-Modul um etwa 1 kp/cm2 sowie den Abriebindex nur um etwa 1%, während die Stickstoffoberfläche um weniger als etwa 0,5% herabgesetzt wird.If in a furnace whose reaction part has a diameter of 0.3 m and in which the first and second cooling points are approximately 1.5 to 3 m apart, a corresponding amount of water is introduced so that half of the water is supplied to each cooling point, so the temperature of the discharged flue gas is characterized in a range of 930 to below 0 C, preferably, degraded about 1315 to about 870 ° C. An increase in the water flowing out through the first quenching point of about 3.5 to 4.0 liters per minute increases the 15-minute module by about 2.8 kgf / cm 2 and the 30-minute module by about 1 kgf / cm 2 and the abrasion index by only about 1%, while the nitrogen surface area is reduced by less than about 0.5%.

Im folgenden wird eine beispielsweise Ausführungsform der Erfindung an Hand der Zeichnung erläutert.
F i g. 1 zeigt eine schematische, teilweise geschnittene Ansicht eines Rußofens und Fertigungsanlage gemäß der Erfindung, wobei einzelne Teile entfernt sind;
In the following an example embodiment of the invention is explained with reference to the drawing.
F i g. 1 shows a schematic, partially sectioned view of a carbon black furnace and manufacturing plant according to the invention, with individual parts removed;

F i g. 2 ist ein vergrößerter Querschnitt des in F i g. 1 gezeigten, stromabwärts liegenden Steuerventils zur Konstanthaltung des Wasserdrucks;F i g. FIG. 2 is an enlarged cross-section of the FIG. 1 shown, downstream control valve for Keeping the water pressure constant;

F i g. 3 ist ein Querschnitt des in F i g. 1 dargestellten Ofens längs der Linie 3-3 in Pfeilrichtung;F i g. 3 is a cross section of the FIG. 1 along the line 3-3 in the direction of the arrow;

F i g. 4 ist ein Querschnitt des in F i g. 1 dargestellten Ofens längs der Linie 4-4 in Pfeilrichtung.F i g. 4 is a cross-sectional view of the FIG. 1 along the line 4-4 in the direction of the arrow.

Bei der Beschreibung dieses Verfahrens ist es üblich, von dem 15- und 30-Minuten-Modul, dem Abriebwiderstandsindex und dem Stickstoffflächenbereich des Rußes zu sprechen, wobei mit diesen Bezeichnungen der Modul oder der Abriebwiderstand der Kautschukversuchsproben gemeint ist, in denen eine gleichbleibende Menge Ruß als Füllstoff oder Verfestigungsmittel enthalten ist, und die Stickstoffmenge, die von dem Ruß bei einem üblichen Standardversuch adsorbiert wird. Die Verfahren zur Vorbereitung von Standardkautschukproben und die Durchführung dieser üblichen Standardversuche sind bekannt.In describing this procedure it is common practice, from the 15 and 30 minute modules, to the abrasion resistance index and to speak of the nitrogen surface area of the soot, with these terms being the Modulus or the abrasion resistance of the rubber test samples is meant in which a constant Amount of carbon black as a filler or solidifying agent is included, and the amount of nitrogen that is contained by the carbon black is adsorbed in a customary standard experiment. The procedures for preparing standard rubber samples and these customary standard experiments are known to be performed.

Der Ofen, der in F i g. 1 allgemein mit 6 bezeichnet ist, ist von demselben allgemeinen Typ wie die in der USA.-Patentschrift 27 85 964 (1957) dargestellte. JedochThe furnace shown in FIG. 1, indicated generally at 6, is of the same general type as that in FIG U.S. Patent 2,785,964 (1957). However

kann die Erfindung auf jeden anderen üblichen Rußofen angewendet werden, in dem Ruß durch Pyrolyse und/oder unvollständige Verbrennung von Kohlenwasserstoffen hergestellt wird, z. B. bei dem in der USA.-Patentschrift29 71 822 (1961) beschriebenen.the invention can be applied to any other conventional carbon black furnace in which carbon black is pyrolysed and / or incomplete combustion of hydrocarbons is produced, e.g. B. in the U.S. Patent 2971822 (1961).

Der Ofen 6 kann eine im allgemeinen zylindrische Verbrennungs- und Reaktionszone 7 enthalten, die überall denselben Durchmesser (nicht gezeigt) oder einen Verbrennungsabschnitt 8 mit größerem Durchmesser und einen Reaktionsabschnitt 9, wie dargestellt, mit einem kleineren Durchmesser haben kann. Ein zugeführter Kohlenwasserstoff in Gas-, Dampf- oder versprühter flüssiger Form wird durch Hitze umgesetzt und/oder teilweise mit einem freien Sauerstoff enthaltenden Gas, wie z. B. Luft, in der Kammer 7 verbrannt. Bevorzugt ist, den Kohlenwasserstoff aus dem Tank 11 durch die Leitung 12, die Ventile 13 und/oder 14, Vorwärmer und Teil- oder Gesamtverdampfer 16 und die Leitung 17 zu führen und ihn aus der Düse 18 axial in die Kammer 7 einzusprühen.The furnace 6 may include a generally cylindrical combustion and reaction zone 7, the everywhere the same diameter (not shown) or a combustion section 8 with a larger diameter and a reaction section 9, as shown, may have a smaller diameter. A Supplied hydrocarbons in gas, vapor or sprayed liquid form are converted by heat and / or partially with a free oxygen-containing gas, such as. B. air, burned in the chamber 7. It is preferred to remove the hydrocarbon from the tank 11 through the line 12, the valves 13 and / or 14, To lead preheater and partial or total evaporator 16 and line 17 and axially in spray the chamber 7.

Unwichtig, aber im allgemeinen wünschenswert ist es, etwas Luft, Stickstoff, Wasserstoff, Methan, Verbrennungsgas oder ein anderes inertes Gas durch die Leitung 19 und die Ringdüse 21 in Form einer ringförmigen Schicht und um die Düse 18 einzublasen, um Kohlenstoffablagerungen auf ein Minimum herabzudrücken, die sich sonst auf der Düse 18 und den Wänden der Ringdüse 21 aufbauen würden.It is unimportant, but generally desirable, to have some air, nitrogen, hydrogen, methane, combustion gas or another inert gas through the line 19 and the annular nozzle 21 in the form of a annular layer and around the nozzle 18 to keep carbon deposits to a minimum, which would otherwise build up on the nozzle 18 and the walls of the annular nozzle 21.

Ein freien Sauerstoff enthaltendes Gas, wie Luft, wird durch die Leitung 22 und die Röhre 23 in den Verbrennungsabschnitt 8 eingeführt, wie am besten in F i g. 3 dargestellt, um entweder einen Teil des zugeführten Kohlenwasserstoffs aus der Düse 18 oder mit einem flüssigen oder gasförmigen Brennstoff, der durch Röhren 24 eingeleitet wurde, zu verbrennen.A gas containing free oxygen, such as air, is passed through line 22 and tube 23 into the Combustion section 8 introduced, as best shown in FIG. 3 to either part of the supplied hydrocarbon from the nozzle 18 or with a liquid or gaseous fuel, the was introduced through tubes 24 to burn.

Während irgendein Kohlenwasserstoffgas, Öl oder Mischung als Beschickungskohlenwasserstoff durch die Düse 18 und als Brennstoff durch die Röhren 24 zugeführt werden kann, ist es vorzuziehen, daß der zu der Düse 18 geleitete Kohlenwasserstoff einen hohen BMC-Index hat (Bureau of Mines Correlation Index), wobei der Brennstoff in der Leitung 24 irgendein Öl oder natürliches Gas oder Methan sein kann.While any hydrocarbon gas, oil or mixture as a feed hydrocarbon passes through the Nozzle 18 and can be supplied as fuel through the tubes 24, it is preferable that the to Hydrocarbon passed through nozzle 18 has a high BMC (Bureau of Mines Correlation Index), the fuel in line 24 may be any oil or natural gas or methane.

Aus dem Tank 26 wird Druckwasser aus irgendeiner Quelle, z. B. der Pumpe 27, durch die Leitungen 28 und 29 zu den Wasserabschrecksprühdüsen 31 und 32 und in die Reaktionszone 9 der Feuerung 6 zugeführt. Bei einem Reaktionsabschnitt 9 mit 0,3 m Durchmesser liegen die erste Abschreckstelle 31 und die zweite Abschreckstelle 32 etwa 1,5 bis 3 m auseinander, und der Zwischenabschnitt 33 der Reaktionszone 9 wirkt als Reaktionszone mit einer niederen Geschwindigkeit als die stromaufwärts der ersten Abkühlstelle 31, und diese verminderte Reaktionsgeschwindigkeit hängt vollständig davon ab, wieviel Abschreckwasser bei der ersten Abschreckdüse 31 zugefügt wird. Bei einer Reaktionszone 9 mit einem kleineren Durchmesser ist die Länge der Zone 33 kürzer und direkt proportional zum Durchmesser der Zone 9. Zum Beispiel ist bei einer Reaktionszone 9 mit einem Durchmesser von 76 mm die Zone 33 vorzugsweise ungefähr 30 bis 92 cm lang und bei einer Reaktionszone mit etwa 60 cm Durchmesser etwa 3 bis 6 m lang. Jedoch kann die Erfindung dann angewandt werden," wenn die Zone 33 praktisch eine derartige Länge hat, daß der durchströmende Rauch eine einigermaßen kleine Aufenthaltszeit, z. B. etwa 0,01 bis 10 Sekunden, in dieser Zone hat. Die zweite Abschreckdüse 32 führt genügend Wasser zu, um die Temperatur des Rauches unter etwa 925 bis 9300C, vorzugsweise auf ungefähr 870° C, herabzusetzen, bei der praktisch keine weitere Reaktion in dem Kammerabschnitt 34 oder in der Leitung 36 auftritt, in der üblichen Gas-Feststoff-Trennungszone 37, die aus einem Zyklonseparator, wie gezeigt, oder einem Beutelfilter (nicht gezeigt) oder irgendeiner Kombination von Zyklonen und/oder Beutelfiltern und/oder elektrischen Ausfällapparaten bestehen kann, die schon bekannt sind. Eine weitere Abkühlung durch Abstrahlung an die Luft aus der Leitung 36 oder ein weiteres Abschrecken mit Wasser (nicht gezeigt) kann, wenn gewünscht, in der Leitung 36 durchgeführt werden, um die Trennanlage 37 zu schützen, ist jedoch erfindungsgemäß nicht notwendig. Aus der Trennzone 37 wird das Abgas durch die Leitung 38 zur weiteren Verfügung abgeführt, und der erzeugte Ruß strömt durch das Sternventil 39 in die Leitung 41.From the tank 26 pressurized water from some source, e.g. B. the pump 27, through the lines 28 and 29 to the water quenching spray nozzles 31 and 32 and fed into the reaction zone 9 of the furnace 6. In a reaction section 9 with a diameter of 0.3 m, the first quenching point 31 and the second quenching point 32 are approximately 1.5 to 3 m apart, and the intermediate section 33 of the reaction zone 9 acts as a reaction zone at a lower speed than that upstream of the first cooling point 31 , and this reduced reaction rate depends entirely on how much quenching water is added at the first quenching nozzle 31. For a reaction zone 9 with a smaller diameter, the length of zone 33 is shorter and directly proportional to the diameter of zone 9. For example, for a reaction zone 9 with a diameter of 76 mm, zone 33 is preferably about 30 to 92 cm long and for one Reaction zone about 60 cm in diameter and about 3 to 6 m long. However, the invention can then be used "when the zone 33 is practically of such a length that the smoke flowing through has a relatively short residence time, for example about 0.01 to 10 seconds, in this zone. The second quenching nozzle 32 leads enough water to reduce the temperature of the smoke below about 925 to 930 0 C, preferably to about 870 ° C, at which practically no further reaction occurs in the chamber section 34 or in the line 36, in the usual gas-solid Separation zone 37 which may consist of a cyclone separator as shown or a bag filter (not shown) or any combination of cyclones and / or bag filters and / or electrical precipitators known in the art Line 36 or further quenching with water (not shown) can, if desired, be carried out in line 36 to protect the separation plant 37, but is e not necessary according to the invention. The exhaust gas is discharged from the separation zone 37 through the line 38 for further disposal, and the soot produced flows through the star valve 39 into the line 41.

Um Wasser mit einer konstanten, vorbestimmten Geschwindigkeit zu den ersten Abschreckdüsen 31 zuzuführen, wird bevorzugt ein übliches, konstanten Druck erzeugendes Fallstromdruckminderungsregulierventil 42 verwendet, das die Geschwindigkeit der Wasserströmung durch die Leitung 28 regelt. Dieser Druck kann, wenn gewünscht, durch ein Druckmeßgerät 45 gemessen werden, wobei der Druck in der Leitung 28 stromabwärts des Ventils 42 durch eine Schraube 43 am oberen Teil des Ventils 42 in bekannter Weise eingestellt wird. Wenn gewünscht, können andere bekannte Einrichtungen für die Zuführung des Wassers in einer konstanten vorbestimmten Geschwindigkeit zu der Düse 31 verwendet werden.To deliver water to the first quenching nozzles 31 at a constant predetermined speed a conventional constant pressure downdraft pressure reducing regulating valve is preferred 42 is used which regulates the rate of water flow through line 28. This Pressure can, if desired, be measured by a pressure gauge 45, with the pressure in line 28 downstream of the valve 42 by a screw 43 on the upper part of the valve 42 in a known manner is set. If desired, other known means for supplying the water can be used can be used to the nozzle 31 at a constant predetermined speed.

Das Ventil 42 ist in F i g. 2 im Schnitt dargestellt. Es ist ein Ventil üblicher Bauart. Die Feststellmutter 44 hält die Schraube 43 in der eingestellten Lage. Wird die Schraube 43 durch das Gewinde 46 des Ventils 42 eingeschraubt, so nimmt der Druck auf die Schraubenfeder 47 zu, wodurch der Ventilkopf 48 nach unten bewegt wird und den Ventilsitz 49 öffnet. Der Druck stromabwärts des Ventilsitzes 49 in dem Raum 51 wird durch die Röhre 52 zu dem Raum 53 unter der flexiblen Membran 54 übertragen, um die Feder 47 nach aufwärts zu drücken und die nach unten gerichtete Kraft der Feder 47 und, wegen des Durchgangs 56, auch den Atmosphärendruck auszugleichen. Dies ergibt einen konstanten Druck in den Düsen 31 und deshalb eine konstante Strömungsgeschwindigkeit des Wassers durch diese Düsen.The valve 42 is shown in FIG. 2 shown in section. It is a valve of the usual type. The locking nut 44 holds the screw 43 in the set position. Is the screw 43 through the thread 46 of the valve 42 screwed in, the pressure on the helical spring 47 increases, whereby the valve head 48 moves downwards and the valve seat 49 opens. The pressure downstream of the valve seat 49 in the space 51 becomes transferred through the tube 52 to the space 53 under the flexible membrane 54, the spring 47 upwards to press and the downward force of the spring 47 and, because of the passage 56, also the Equalize atmospheric pressure. This gives a constant pressure in the nozzles 31 and therefore a constant flow rate of the water through these nozzles.

Die Strömungsgeschwindigkeit des Wassers in der Leitung 29 variiert mit der Temperatur in 34 bei dem Thermometer 57, das das die Temperatur registrierende Steuergerät 58 betätigt und das Motorventil 59 auf das gewünschte notwendige Maß öffnet, und bei 57 eine vorbestimmte konstante Temperatur einzuhalten, wie sie durch die Einstellschraube 61 eingestellt wurde. Derartige Kontrollen sind bekannt. Wenn gewünscht, zeigt ein Druckmeßgerät 62 die wirkliche Strömungsgeschwindigkeit des Wassers durch die Düsen 32 an. Die Düsen 31 und 32 können für derartige Strömungsgeschwindigkeiten unter den gegebenen Drücken kalibriert sein.The flow rate of the water in the line 29 varies with the temperature in 34 at the Thermometer 57, which actuates the temperature-registering control unit 58 and the motor valve 59 to the desired necessary degree opens, and to maintain a predetermined constant temperature at 57, such as it was adjusted by the adjusting screw 61. Such controls are known. If desired, A pressure gauge 62 indicates the actual flow rate of the water through the nozzles 32. the Nozzles 31 and 32 can be calibrated for such flow rates under the given pressures being.

In F i g. 3 sind Röhren 23 tangential zur Außenwand der zylindrischen Kammer 8 angeordnet.In Fig. 3 tubes 23 are arranged tangentially to the outer wall of the cylindrical chamber 8.

In Fig.4 versorgt die Leitung 29 vier Wasserabschrecksprühleitungen 32 mit Wasser, die radial in den zylindrischen Kühlabschnitt 34 der Feuerung verlaufen.In Figure 4, line 29 supplies four water quenching spray lines 32 with water, which run radially into the cylindrical cooling section 34 of the furnace.

Der Betrieb der Feuerung wird begonnen durch Zufuhr von öl oder Gas durch die Leitungen 24 und LuftThe operation of the furnace is started by supplying oil or gas through the lines 24 and air

14 67 48U14 67 48U

durch die Leitung 22. Bei der Zündung wird die Kammer 8 von einer Spiralflamme und/oder heißen Verbrennungsgasen gefüllt. Der Beschickungskohlenwasserstoff wird darauf axial durch die Leitung 18 in die Kammer 8 in das Zentrum der heißen Spiralflamme oder des Gases aus den Röhren 23 eingeführt und durch teilweise Verbrennung und/oder Pyrolyse in Rauch aus Ruß umgesetzt. Ein erstes Abschrecken erfolgt durch Wässereinsprühen bei 31, das die Reaktion verzögert und die gesamte, in der zweiten Reaktionszone 33 erfolgende Reaktion reduziert. Das zweite Abschrecken bei 32 setzt die Temperatur des Rauches aus dem Ruß auf eine Temperatur herab, unterhalb der praktisch keine weitere Reaktion mehr erfolgt. Der Rauch strömt darauf aus der Abschreckzone 34 in eine Gas-Feststoff-Trennzone 37. Proben aus Ruß bei 41, die bei 37 aus dem bei 38 abströmenden Ablaufgas getrennt wurden, werden in Standardkautschukversuchsproben untersucht, um ihren 15- und/oder 30-Minuten-Modul zu bestimmen, und die Schraube 43 und die Mutter 44 werden eingestellt, um den Druck bei 45 um den notwendigen Betrag zu ändern, damit auch der Modul den gewünschten Wert erhält. Weitere Proben von Ruß aus 41 können periodisch untersucht werden, um kleine auftretende Änderungen festzustellen und den Modul weiterhin zu prüfen, worauf die Schraube 43 weiterhin nachgestellt werden kann.through line 22. Upon ignition, chamber 8 is filled with a spiral flame and / or hot combustion gases filled. The feed hydrocarbon is then fed axially through line 18 into chamber 8 introduced into the center of the hot spiral flame or gas from the tubes 23 and through partially Combustion and / or pyrolysis converted into smoke from soot. A first quenching takes place through Injection of water at 31, which delays the reaction and the entire, in the second reaction zone 33 resulting reaction is reduced. The second quench at 32 sets the temperature of the smoke from the soot down to a temperature below which practically no further reaction takes place. The smoke pours out then from the quenching zone 34 into a gas-solids separation zone 37. Samples of carbon black at 41, which at 37 from the were separated at 38 outflowing effluent gases are examined in standard rubber test samples, to their 15- and / or 30-minute module determine and the screw 43 and nut 44 are adjusted to the pressure at 45 around the to change the amount required so that the module also receives the desired value. More samples of soot from 41 can be examined periodically to determine small changes occurring and the module continue to check what the screw 43 can still be readjusted.

Es wurde festgestellt, daß bei einem Ofen, wie er in der Zeichnung dargestellt ist, die einen Reaktionsabschnitt 9 mit einem Durchmesser von 0,3 m und Düsen 31 und 32 mit einem Abstand von etwa 2,3 m hat, sich der 15-Minuten-Modul um etwa 2,3 kp/mm2 erhöht, wenn der Wasserdruck bei 45 um 0,7 kp/cm2 ansteigtIt has been found that a furnace as shown in the drawing, which has a reaction section 9 with a diameter of 0.3 m and nozzles 31 and 32 spaced about 2.3 m apart, takes 15 minutes -Modulus increased by about 2.3 kp / mm 2 when the water pressure at 45 increases by 0.7 kp / cm 2

5 oder daß eine Zunahme des in der ersten Abschreckdüse 31 eingespritzten Wassers um etwa 3,8 l/Min, eine Steigerung des Moduls um etwa 3 kp/cm2 ergibt. Der 30-Minuten-Modul erhöht sich um etwa 1,2 kp/cm2, wenn der Wasserdruck bei 45 um 0,7 kp/cm2 steigt, oder5 or that an increase in the water injected into the first quenching nozzle 31 by about 3.8 l / min results in an increase in the modulus of about 3 kgf / cm 2. The 30 minute module increases by about 1.2 kp / cm 2 if the water pressure increases by 0.7 kp / cm 2 at 45, or

ίο eine Zunahme von etwa 3,8 l/Wasser je Minute in der Abkühlstelle 31 ergibt eine Steigerung des 30-Minuten-Moduls von ungefähr 1 kp/cm2. Der Abriebindex steigt nur um 0,9%, wenn der Wasserdruck bei 45 um 0,7 kp/cm2 zunimmt bzw. um 1,1%, wenn der Wasserdurchlauf durch die Düse 31 um 3,8 l/Min, zunimmt, und die durchschnittliche Abnahme der Oberfläche beträgt nur 0,25 m2/g bei einer Steigerung von 0,7 kp/cm2 bei 45 bzw. 0,59 m2/g bei einer Zunahme des Wasserdurchsatzes durch die Abschreckstelle 31 von 3,8 l/Min. Für verschiedene Öfen und verschiedene Kohlenwasserstofföle oder Gase kann die Umsetzungsgeschwindigkeit variieren, aber man kann durch Routineversuche die optimalen Reaktionsbedingungen für jedes Öl bestimmen.ίο an increase of approximately 3.8 l / water per minute in the cooling point 31 results in an increase in the 30-minute module of approximately 1 kp / cm 2 . The abrasion index only increases by 0.9% if the water pressure at 45 increases by 0.7 kp / cm 2 or by 1.1% if the water flow through the nozzle 31 increases by 3.8 l / min, and the average decrease in the surface is only 0.25 m 2 / g with an increase of 0.7 kp / cm 2 at 45 or 0.59 m 2 / g with an increase in the water throughput through the quenching point 31 of 3.8 l / Min. The rate of reaction may vary for different furnaces and different hydrocarbon oils or gases, but routine experimentation can determine the optimal reaction conditions for each oil.

Ein Vorteil bei der Verwendung der dargestellten einfachen Einrichtungen ist die Reduzierung der Installationskosten, und es wurde festgestellt, daß dieses einfache System zuverlässiger und betriebssicherer als ein komplizierteres arbeitet.An advantage of using the simple devices shown is the reduction in the Installation costs, and it was found that this simple system was more reliable and more reliable than a more complicated one works.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

Claims (1)

Patentanspruch:Claim: Verfahren zur Herstellung von Ofenruß mit vorgegebenem Modul durch Pyrolyse und/oder teilweise Verbrennung von Kohlenwasserstoffen, dadurch gekennzeichnet, daß das Reaktionsgemisch an einer ersten Stelle längs der Strömungslinie durch den Reaktionsteil des Ofens auf eine Temperatur nicht unter 1315° C abgeschreckt wird, um die Reaktion zu verzögern, aber nicht zu beenden, wobei der Zufluß von Abschreckflüssigkeit zu dieser ersten Stelle zur Erzeugung eines höheren Moduls gesteigert und zur Erzeugung eines niedrigeren Moduls vermindert wird, und daß das sich ergebende Reaktionsgemisch an einer zweiten Stelle längs der Strömungslinie durch den Reaktionsteil des Ofens stromab von der ersten Stelle unter etwa 9300C, vorzugsweise 870°C abgeschreckt wird, um die Reaktion zu beenden, wobei die Zone zwischen den beiden Abschreckstellen derart bemessen ist, daß die Aufenthaltszeit des durchströmenden Rauches etwa 0,01 bis 10 Sekunden beträgt.Process for the production of furnace soot with a given module by pyrolysis and / or partial combustion of hydrocarbons, characterized in that the reaction mixture is quenched at a first point along the flow line through the reaction part of the furnace to a temperature not below 1315 ° C in order to initiate the reaction to delay, but not terminate, the flow of quench fluid to that first location being increased to produce a higher modulus and decreased to produce a lower modulus, and the resulting reaction mixture at a second location along the flow line through the reaction portion of the furnace downstream from the first location below about 930 0 C, 870 ° C is quenched, preferably to terminate the reaction, wherein the zone is sized between the two Abschreckstellen such that the residence time of the flowing smoke is about 0.01 to 10 seconds.
DE19651467480 1964-11-25 1965-11-19 Process for the production of furnace soot with a given module Expired DE1467480C3 (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US41379264 1964-11-25
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