SU1624000A1

SU1624000A1 - Method of producing carbon black

Info

Publication number: SU1624000A1
Application number: SU874334104A
Authority: SU
Inventors: Юрий Степанович Сироткин; Владимир Алексеевич Горбунов
Original assignee: Ярославское научно-производственное объединение "Техуглерод"
Priority date: 1987-11-26
Filing date: 1987-11-26
Publication date: 1991-01-30

Abstract

Изобретение относитс к технологии сажи методом термического разложени углеводородного сырь и может быть использовано дл получени активных марок сажи. Цель изобретени - повышение выхода сажи и снижение шероховатости. Топливовозцушную смесь сжигают с образованием продуктов горени , поток которых сужают, в суженный поток последних подают ра- диально углеводородное сырье, и непосредственно поело него в сужение в зону максимальной скорости потока образовавшейс реакционной смеси подают радиально дополнительно топливо- воздушную смесь с коэффициентом избытка воздуха, равньм 0,8-1,2, в количестве 0,018-0,030 кг топлива на 1 кг сьфь , далее реакционна смесь подвергаетс терморазложению с образованием сажегазовых продуктов, которые затем охлаждают и выдел ют из них сажу. Выход сажи 51-53%. Показатель удельной внешней поверхности , характеризующий шероховатость, снижен до 105-110 м2/ г. Светопропус- кание толуольного экстракта 91-93%,, показатель содержани остатка после просева на сите с сеткой 0,14 К снижен до 0,012-0,016%. 1 з.п. ф-лы, 1 ил., 1 табл. с S КоThis invention relates to carbon black technology by the thermal decomposition of a hydrocarbon feedstock and can be used to produce active carbon black grades. The purpose of the invention is to increase the yield of soot and reduce roughness. The fuel-and-fuel mixture is burned to form combustion products, the flow of which is narrowed, the hydrocarbon feedstock is fed radially into the narrowed flow of the latter, and it is directly eaten into the zone of maximum flow rate of the resulting reaction mixture radially with an excess air ratio equal to 0.8-1.2, in the amount of 0.018-0.030 kg of fuel per 1 kg of fuel, then the reaction mixture is thermally decomposed to form carbon black products, which are then cooled and exhausted l soot from them. The yield of carbon black 51-53%. The roughness characteristic of the external surface is reduced to 105-110 m2 / g. The light transmission of the toluene extract is 91-93%, the indicator of the residue content after sifting on a sieve with a grid of 0.14 K is reduced to 0.012-0.016%. 1 hp f-ly, 1 ill., 1 tab. with S Ko

Description

о ьо 4about 4

Изобретение относитс к технологии сажи методом энергетического разложени углеводородного сырь и может быть использовано в производстве технического углерода, наприме - активных марок сажи.The invention relates to the technology of carbon black by the method of energy decomposition of hydrocarbon raw materials and can be used in the production of carbon black, for example, active grades of carbon black.

Цель изобретени - повышение выхода сажи и снижение ее шероховатости .The purpose of the invention is to increase the yield of soot and reduce its roughness.

На чертеже представлен реактор дл осуществлени предл гаемого способа получени сажи, продольный разрез.The drawing shows a reactor for carrying out the proposed method for producing carbon black, a longitudinal section.

Реактор дл получени сажи включает выполненные из огнеупорных изделий соосно и последовательно расположенные устройство 1 дл смешени топлива и воздуха, камеру 2 сгорани , смесительное сопло 3 с форсунками 4 лл подачи сырь и устройством 5 дл ввода топливовоздушной смеси, камеру 6 реакции с форсунками 7 дл ввода охлаждающей жидкости.The soot reactor includes coaxially and successively arranged device 1 for mixing fuel and air, made from refractory products, a combustion chamber 2, a mixing nozzle 3 with nozzles 4 of the raw material supply and a device 5 for introducing an air-fuel mixture, a reaction chamber 6 with nozzles 7 for introducing coolant.

Экспериментальна проверка способа получени сажи проведена на реакторе , характеризуемом следующими геометрическими размерами: объем камеры 2 сгорани 0,040 м3; диаметр смесительного сопла 220 мм и длинаAn experimental verification of the method of soot production was carried out on a reactor characterized by the following geometrical dimensions: the volume of the combustion chamber 2 is 0.040 m3; 220 mm mixing nozzle diameter and length

33

600 мм; форсунка 4 дл подачи сырь установлена на рассто нии 120 мм от входного торца сопла 3, а устройств 5 дл ввода топлнвовоздушной смеси на рассто нии 350 мм от форсунок 4 диаметр и длина камеры 6 реакции 300 и 1500 мм соответственно. Пример. Топливовоздушную смесь (400 кг/ч природного газа и 6500 м3/ч воздуха) с температурой 350°С из устройства 1 подают в камеру 2 сгорани . Поток образовавшихс при ее сгорании продуктов горени сжают в смесительном сопле 3, где в суженный поток продуктов горени впрыскивают через форсунки 1600 кг/ сырь , распыленного 500 м3/ч воздуха , при этом в качестве сырь исползуют смесь, содержащую, мас.%: каме600 mm; the nozzle 4 for feeding the raw material is set at a distance of 120 mm from the inlet end of the nozzle 3, and the devices 5 for entering the air-fuel mixture at a distance of 350 mm from the nozzles 4 have a diameter and a length of reaction chamber 6 of 300 and 1500 mm, respectively. Example. The fuel-air mixture (400 kg / h of natural gas and 6500 m3 / h of air) with a temperature of 350 ° С from device 1 is fed into the combustion chamber 2. The flow of combustion products formed during its combustion is compressed in a mixing nozzle 3, where 1600 kg / raw material sprayed with 500 m3 / h of air is injected into a narrow stream of combustion products, and a mixture is used as a raw material, wt.%: Kama

ноугольное сырье 30«, нефт ное сырье 70, и нагретую до 200°С, а через устройство 5 используют дополнительно топливовоздушную смесь с коэффициентом избытка, равным 1,0, в количестве 0,020 кг указанного топлива на 1 кг сырь . Полученную смесь из сопла 3 направл ют в камеру 6 реакц при этом поток ее расшир етс . Здес углеводородное сырье за счет тепла продуктов сгорани топливовоздушной смеси в камере сгорани и дополнительно вводимых разлагаетс с образованием сажегаэовых продуктов. Зат последние охлаждают до 700 С путем впрыскивани через форсунку 7 воды и отдел ют 816 кг/ч сажи (что соответствует выходу 51 мас.% в расчете на сырье).30% coal feedstock, 70 oil feedstock, and heated to 200 ° C, and through device 5, an additional air-fuel mixture with an excess factor of 1.0 is used in the amount of 0.020 kg of the specified fuel per 1 kg of feedstock. The resulting mixture from the nozzle 3 is directed to the chamber 6, the reaction thus expanding its flow. Here, the hydrocarbon feedstock, due to the heat of the combustion products of the air-fuel mixture in the combustion chamber and additionally injected, decomposes to form soot-eae products. The latter are then cooled to 700 ° C by squirting water through the nozzle 7 and 816 kg / h of carbon black are separated (corresponding to a yield of 51% by weight calculated on raw materials).

Полученна сажа соответствует по физико-химическим показател м марке П 234 (ГОСТ 6 7885-86).The resulting carbon black corresponds, according to physico-chemical indicators, to the P 234 grade (GOST 6 7885-86).

Результаты данного эксперимента, полученные по предлагаемому,а также известному способам, представлены в таблице.The results of this experiment, obtained by the proposed, as well as by known methods, are presented in the table.

Как следует из данных таблицы, предпагаемый способ в отличие от известного позвол ет повысить выход сажи до 51-53 мас.%, при этом полученна сажа обладает пониженной шеро0As follows from the data in the table, the proposed method, in contrast to the known method, allows increasing the yield of soot to 51–53 wt.%, While the resulting soot has a reduced shero

5five

00

5five

00

5five

ной внешней поверхности снижен с 112 до 110-105 м2/г.the outer surface is reduced from 112 to 110-105 m2 / g.

Кроме того, эта сажа характеризуетс уменьшенным содержанием кокса( показатель содержани остатка после просева на сите с сеткой 014 К снижен с 0,018 до 0,012-0,016 мас.%.In addition, this soot is characterized by a reduced coke content (the indicator of the residue after sifting on a sieve with a 014 K grid is reduced from 0.018 to 0.012-0.016% by weight.

Claims

1. A method for producing soot, which includes supplying the air-fuel mixture, burning it to form combustion products, restricting the flow of combustion products, radially supplying hydrocarbon feedstock to the narrowed flow of pro-. combustion products, expansion of the resulting reaction mixture stream, additional radial introduction of the fuel / air mixture, thermal decomposition of the hydrocarbon feedstock to form carbon black products, cooling and soot extraction from them, characterized in that

In order to increase the yield of soot and reduce its roughness, an additional air-fuel mixture is introduced directly after the radial feed of hydrocarbon feedstock into the zone of the maximum flow rate of the reaction mixture.

2. A method according to claim 2, in which the additional air-fuel mixture is introduced with an air excess factor of 0.0-1.2 in an amount of 0.018-0.030 kg of fuel per 1 kg of raw material.

J 4 5 b