Способ получения сажи

Союз Советских Социалистических РеспубликОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(51)М. Кл. с присоединением заявки Мо(23) Приоритет С 09 С 1/48 Государственный комитет СССР по делам изобретений н открытийОпубликовано 050280.Бюллетень М 5 Дата опубликования описания 050280(54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ САЖИ Изобретение относится к производству углероднойсажи разложением жидких и газообразных углеводородов и может использоваться в нефте. - химической промышленности при производстве саж различной структуры.Известен способ получения сажи разложением жидких и газообразных углеводородов в высокотемпературном потоке продуктов полного горения топлива в воздухе или воздухокислородной смеси с последующей закалкой образующихся продуктов (1.Азот, содержащийся в воздухе, является балластом, так как не принимает участия в процессе, но требует для своего нагрева большое КОЛИ- чество тепла, что снижает выход сажи (до 50%) . При сжигании топлива в чистом кислороде в камере сгорания развиваются температуры выше 3000 С. Для предохранения футеровки камеры сгорания ее охлаждают, что приводит к усиленному отводу тепла из процесса и к резкому снижению выхода сажи - примерно до 28- 40 на сырье.Известный способ не позволяет регулировать физико-.химические свойства сажи (дисперсность и др.). Цель изобретения - повышение выхода сажи, регулирование ее физико-химических свойств,Это достигается тем, что в кислород перед сжиганием вводят перегретый водяной парНа чертеже изображено устройство,поясняющее предлагаемый способ,Углеводородное топливо (предпочтительно природный газ), нагретоеодо 300 С, поступает по трубопроводу 1 в камеру 2 сгорания. Аксиальио по трубопроводу 3 подают,парокислородную смесь со стехиометричес 15 ким количеством кислорода по отношению к топливу. Парокислороднуюсмесь предварительно нагревают врекуперативном подогревателе до 600 С,а затем в огневом калорифере до 80020 1200 С за счет газов процесса, подаваемых в калорифер после рукавного фильтра. Концентрацию кислородав водяном паре берут такую, чтобыпри сжигании топлива получить водяной пар и двуокись углерода в соотношении более 2:1 и менее 9:1 дляизменения выхода и дисперсности сажи. В камере 2 сгорания топливо сгорает, температура при этом поньшает 30 ся до 1800-2406 С. Сырье поступаетоне, С:1 28 70 8 170 горени ОтношениСОг.в прния одяной пар:ктах горе 3 4,7 0 ес. н д саже 85,дельная геоме ая поверхност ичесм /г 45 адсорбционнаять, м/г ельна верхн 4 160 функна по Содержаниных группсажи,:феноль ональрхности 0,04 0,0580,025О, 049 0,180,85 арбоксильны,1 ,О 0,56 хинонныхлактонных 093 Масляное мл/100 г сло Водородны покаэател топлива в им З/ч Рас по трубопроводу 4 в продукты горения топлива. В зоне 5 реакции происходит процесс образования и закалки водой продуктов реакции.П р и м е р. Дизельное топливо в количестве 2,5 кг/ч поступает по трубопроводу 1 в камеру 2 сгорания. Сюда же по трубопроводу 3 подают 11,0 нмЗ/ч водяного пара и 6,4 нм /ч окислителя (98 О + 2 Б), При сгораний топлива образуются НО и СО.а в отношении 3,7. В продукты горения по трубопроводу 4 подводят толуол в количестве 2,5 кг/ч. Перед вводом сырья температура 1800 С в зоне 5 реакции - 1270 аС. Получают сажу с выходом 85 на сырье с удельной геометрической поверхностью 125 м /г и масляным числом 98 мл/100 г.В таблице приведены результаты осуществления предлагаемого способа получения сажи и известного.553829 Формула изобретения Составитель М. МищенкоРедакто Л. Письман Тех е Н.Ковалева Ко енто ниц Подписноеомитета СССРоткрытийая наб. . 4 5/65 тираж 72ИПИ Государственногоо делам изобретенийМосква БРа каэ 93 Б1130 Яиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная,Иэ приведенных в таблице данных видно, что предварительное смещение перегретого водяного пара с кис. лородом снижает температуру в зоне горения с 2700 до 1700. - 1800 С, что положительно сказывается на футеровке.Применение водяного пара позволяет сдвинуть равновесие водяного газа в сторону меньшего содержания окиси углерода и тем самым рез" ко повысить выход сажи. Регулируя количество водяного пара, можно менять температуру в камере сгора" ния и в зоне реакции и тем самым регулировать в широких пределах дисперсность, структуру и концентра" цию кислородсодержащих групп на поверхности получаемой сажи. Кроме того, применение водяного пара снижает взрывоопасность процесса.При получении сажи в среде, состоящей преимущественно из водяного пара, достигаются высокие значения удельной геометрической поверхности сажи при высоком выходе икоэффициенте шерховатости, близкомк единице. Получаемая при этом. сажаотличается большим содержанием хинонных групп на поверхности. Способ получения сажи иэ углеводородного сырья, включающий его разложение в потоке продуктов сжиганиятоплива в кислороде, взятых в схехиометрическом соотношении, и последующее охлаждение образующихсяпродуктов, отличающийсятем, что, с целью повьыения выходасажи и регулирования ее физико-химических свойств, перед. сжиганиемв кислород вводят перегретый водяной пар2 О Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Патент СШл 9 3595618,кл. 23-209,4, ойублик. 27.07,71.