Способ получения сажи

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИА/)ИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИН 7 ОО 028 А 119) 1) С 09 ЛИТВУ для полу ния пода 2 и воз- ешиваютс относится к т печной сажи, и наполнителя в ской, лакокрас й отраслях про хнолопользуешииной,чной,ышленвааотоко ния 4 с духа отокомзовые пр аже у 6 де выше- бносетения является ной красящей спо отивления гранул улучшении диспер аполненных компо представлена схем уществления спос кции,распыжденя=:з овместтся по 8 воды,тор подавоздуханий щело еях,ст 9 и водчных ба по: и и укто ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМПРИ ГННТ СССР(71) Ярославское научно-производственное объединение "Техуглерод"и Барнаульский завод техническогоуглерода(57) Изобретение относится к технологии,печной сажи, используемой в качестве наполнителя в резинотехнических и лакокрасочных продуктах, и,Изобре тени гии получения мой в качеств резино"технич полиграФическ ности.Целью изоб ние относител ти сажи и соп истиранию при мости сажи вНа чертеже ройства для о лучения сажи. позволяет повысить относительную красящую способность сажи и сопротивление гранул ее истиранию при улучшениидиспергируемости сажи в наполненныхкомпозициях. В камере горения реактора сжигают 160 мэ/ч природного газаи 3000 мэ /ч воздуха до температурыпродуктов горения 1550 С, В смесительоное сопло подают 650 кг/ч углеводородного .сырья с индексом корреляции 112,плотностью 1,02 г/см 3. В камеру реакции в сажегазовые продукты подают водув два приема, причем на второй стадиив смеси с соединениями щелочных металлов. На выходе из реактора температура сажегазовых продуктов поддержи-:.вается на уровне 600 С. Выход сажиМ 7,0-17,7 в. Показатели сажи: светопропускание толуольного экстрактазз-ЗОв, относительная красящая ело- щсобность 1.00-112 з диспергируемость6-60 мкм. 4 з.п. Ф-лы, 1 ил.,2 табл. Камера горения реа чения сажи служит для емых тангенциально по 3. Продукты горе в смесительном сопле сырья 5, после чего с дукты поступают в зон они подвергаются охла ленными потоками 7 и но с потоком 8 в реак токи дополнительного ных растворов соедине металлов 10. Выходящи поток 11 сажегазовыхподвергается охлаждению в узле 12,который состоит из рекуперативныхвоздухоподогревателей и холодильника-оросителя, и поступает затем вузел 13, где происходит разделениепотока на газообразные продукты 14и пылящую сажу 15. В узле 16, представляющем собой вращающийся барабан,происходит обкатывание пылящей сажи с образованием товарной продукции - гранулированной сажи 17Дляконтроля степени разложения углеводородного сырья в реакторе имеетсяканал 18 для предварительного отборасажегазовых продуктов, которые разделяются на сажу и газообразные продукты в рукавном Фильтре (предварительное выделение сажи),П р и м е р 1, В камере горенияреактора сжигаются 260 мз/ч природного газа и 3000 мз/ц воздуха до тем пературы продуктов горения 1500 ОС.В смесительное сопло подают 650 кг/чуглеводородного сырья с индексом корре ляции 112, плотностью 1,02 г/сиз . В камеру реакции в сажегазовые продукты с; помощью механической Форсунки пода 1 ют поток 7 воды в количестве400 кг/ч и поток 8 воды в колицестве 1200 кг/ц. Температура сажегазовых продуктов на выходе из реактораподдерживается автоматически науровне 600 ОС путем изменения расходапотока 8 воды Дойолнительно охлаж денные в узле 12 сажегазовые продук ты разделяют в узле 13, после чегосажу гранулируют в барабане 16,Во время опыта отбирают по десятьобразцов пылящей, предварительно выделенной после реактора и гранулированной сажи. Анализ образцов осуществляют по показателям ГОСТ 788586 и ГОСТ 6589-74, метод определения степени перетира, по которому 45определяют диспергируемость, - поГОСТ 16872-78. Перетир осуществляютна автоматической машине для перетира паст типа ИАППпо ГОСТ 1687378. Выход сажи определяют путем взве 50шивания гранулированного продукта.СреднеариФметические значения показателей полученной сажи представле-.ны в табл.1. П р и м е р 2. Условия примера 15 повторяют и дополнительно к потоку 8 воды в реактор вводят хлористый натрий в количестве 0,073 от массы вводимого сырья. Хлористый натрий вводятв виде водного раствора, закачиваемого дозирующим насосом в линию подачи воды.П р и м е р 3. Условия примера 2повторяют и дополнительно к потоку 8воды вводят воздух в количестве65 мз/ц, что составляет 0,1 мз /кгсырья. Введение воздуха и воды осуществляют с помощью пневмомеханицеской Форсунки.П р и и е р 4. Условия примера 1повторяют и увеличивают расход потока 7 воды до 800 кг/ц сцелью получения 651 светопропускания толуольного экстракта сажи, предварительно выделенной из потока сажегазовых продуктов по каналу 18.П р и м е р 5. Условия примера 4повторяют и дополнительно, аналогично примеру 2, вводят хлористый натрий.П р и м е р 6, Условия примера 4повторяют и дополнительно, аналогично гримеру 3, вводят воздух,П р и м е р ы 7-11, Условия примера 3 повторяют, за исключением расхода потока .7 воды, который изменяютот 500 до 1200 кг/ц с целью изменения светопропускания толуольногоэкстракта предварительно выделеннойсажи от 90 до 38/.П р и м е р ы 12-15. Повторяютусловия примера 9, а в качестве щелочных соединений используют гидроокиси,хлориды, карбонаты, нитраты натрияи смесь гидроокиси и хлористогонатрия.П р и м е р ы 16-19. Повторяютусловия примера 9, но количество вводимых щелочных металлов изменяютот 0,001 до 0,4 от массы вводимогосырья.П р и м е р 20 по прототипу),Условия аналогичны примеру 18, нощелочные металлы в виде гидроокисинатрия вводят в равных концентрацияхв потоки 7 и 8 воды, а воздух в сажегазовые продукты не подают.П р и м е р ы 21-24. Условия примера 15 повторяют, но изменяют соотношение вводимой гидроокиси натрияотносительно хлористого натрия приодинаковом суммарном колицестве вводимых щелочных металлов.П р и м е р ы 25-29. Повторяютусловия примера 10, но щелочные металлы вводят в количестве 0,1/ отмассы сырья, а колицество вводимо 1/00028го дополнительного воздуха варьируютфот 0,005 до 0,4 м/кг сырья.Результаты опытов представленыв табл. и 2. Как следует из данных табл.1 и 2, введение соединений щелочных металлов в виде гидроокисей и (или) солей галоидных кислот совместно с дополнительным воздухом в продукты неполного термического разложения углеводородного сырья, которое осуществляют до получения 40-881 светопропускания толуольного экстракта (СТЭ) предварительно выделенной сажи, позволяет повысить относительную красящую способность и сопротивление гранул истиранию с одновременным улучшением диспергируемости сажи в наполненных композициях.За пределами указанных значений (СТЭ) сопротивление гранул истиранию и относительная красящая способность снижаются, в диспергируемость ухудшается (примеры 7-11). Одновременно уменьшается светопропускание толуольного экстракта гранулированной сажи. Совместное использование гидро- окиси и хлористого натрия позволяет получить энергетический эффект улучшения показателей (пример 15). Опти- . мальное количество вводимых щелочных металлов находится в интервалах 0,003-0,3 Ф от массы углеводородного сырья (примеры 16-19). Яа пределами данных значений, при меньших количествах добавки, снижается светопропускание толуольного экстракта гранулированной сажи, ее относительная красящая способность, диспергируемость и сопротивление гранул истиранию.Аналогичный эффект наблюдается и при введении добавки в количестве 0,44 (пример 19); хотя при этом и увеличивается сопротивление гранул истира" нию. При совместном введении гидро- окиси и хлористого натрия улучшение показателей происходит при введении 0,1-10 мас. ч. гидроокиси на 160 мас,ч. солей галоидных кислот. За пределами данного количества наблюдается ухудшение диспергируемости сажи (примеры 15, 21-24). Аналогично оказывает влияние введение дополнительного возду.ха, оптимальное количество которого составляет 0,01-0,3 мз на 1 кг углеводородного сырья (примеры 25-29). Ухудшение диспергируемости наблода 1 О ется также при введении щелочных металлов и дополнительного воздуха пос-, ле .холодильника оросителя узла 13 (пример 1), где температура сажегазовых продуктов составляет менее 280 С.Таким образом, спопоб получениясажи по данному способу позволяетповысить сопротивление гранул исти, ранив, т.е. улучшить транспортабель-, ные свойства сажи и одновременнооблегчить ее диспергируемость в наполненных композициях при высокой от"носительной красящей способности.Способ может быть использован приполучении печных среднеактивных иактивных марок саж. Формула изобретения .1. Способ получения сажи, включающий сжигание топлива с воздухом,подачу углеводородного сырья в продукты горения топлива, термическое 25 разложение углеводородного сырьяс образованием сажегаэовых продуктов,введение в сажегазовые продукты соединений щелочных металлов, охлажде-ние сажегазовых продуктов, отделениесажи и гранулирование ее, о т л ич а ю щ и й с я тем, что, с цельюповышения относительной красящей способности сажи и сопротивления гранулее истиранию при улучшении диспергируемости сажи в наполненных композициях, соединения щелочных металловвводят совместно с дополнительнымвоздухом в сажегазовые продуктынеполного термического разложения 40 у гле ВОдОРОднО ГО сы р ь я соде Ржащиесажу со светопропусканием толуольно.го экстракта"40-88.2. Способ по п,1, о т л и ч а ющ и й с я тем, что дополнительныйвоздух подают в количестве 0,010,30 мз на 1 кг углеводородного сырья3. Способ по п.1, о т л и ч а ющ и й с я темчто в качестве соединений щелочных металлов используютгидроокиси и/или соли галоидных кислот, причем при одновременном их.ис-.пользовании берут 0,1-10 мас,ч. гидро"окиси на 100 мас,ч. солей галоидныхкислот.4. Способ по пп.1 и 3, о т л и ч аю щ и й с я тем, что соединения ще,лочных металлов вводят в суммарномколичестве 0,003-0,3003 от массыуглеводородного сырья.1/ОПОИВ 5. Способ по п.1, о т л и ч а озщ и й с я тем, что соединения щелочных металлов и дополнительнцй воз Таблица Значения поквэателей для примера: .1.1.: ( 89 1 1 о11 Показатели 100 1 оа 1 оо 6565 65 9 о 88 65 Ьо, 38 о,оУ о,оУ " о,оУ 0,07 0,07 0,07 О,ОУ 0,07 о,- . о,1 а, о, 0,1 о, о,95 95 95 9 Ь 9 Ь 9 Ь 9 Ь 96 96 96 9 Ь 115 115 115 11 а 115и У и 8 112 113 113 115 00 100 102 102 106 1 ог 1 аг 102 1 сг 102 рН воднойсуспензия 7,7 0,2 У 17 а,з Оег0,2 Уеб 7,7 Уеб 76 0,2 0,2 0,7 0,2 7,У 7,70,2 , 0,2 7,7 аег Зольность Светопропускание толуольногоэкстрактафф 97 107 100 65 6565 91 97 95 90 52 100 Сопротивление ;гранул истираинеф Ф 60 60 61 6 Ь 65 65 68 88 9 Ь 92 70 Относитеяьная красяеаяспособность Д 108 9 Ь 112 100 . 98 97 92 92 Лиспергируеиость, икиВыход сазе, Вот кассы смрья 50 ЬО 50 50 б В 60 60 Ьг У ЬУ О Ьб В ЬУ О Ь 7 с Ь 6,9 Ь 6,9 Ь 7,2 Ь 7,7 Ь 7,Ь Ь 7,Ь Т а б л н а а г г 11, Значения покаэаталей дзм причалаГ( ) Покаэатеьи 1 У18 19 гаг гг 23 /ч 26 27 28 29 Саетопропускание толуольного экстракта предварительно выделенной ази, Ф 65 65 . 65 65 65 65 65 65 65 65 65 65 65 Ьо ьа ьс Количествовводимыхе сакегаэовывПродукты мелочах металловот массы сырья аэаУ Оф 07 ОесУ ОэаУ Ов 1 аа,а,а,1 гндроокисинатрия 0,05 а 0,1 ф 1 сф 15+ 0 3 о,оаз 0,070,067 Своа Офааз абаз ОвЬхлористогонатрия кербонатанатрия а,су нитратанатрия о,а 79светопропускание толуопьнсго эксткта предварительн видеинной саям, 2честве вводнго в сааегаэовые п дукты хлорнс" ттго натрия, Ф о 1 иассм сырьяМиадолнчестео вводного в сазе" газовые продукты виадука, из/кг сырьяГвкаэателн гран лнроваиной са"Удельнаягеоиетрическая поверхность, из/гудельная адсорбциоинаяповерхностьиэ/гАбсорбциядибутнлФталата, нм/1 СО г дух вводят в сажегазовые продукты притемпературе не ниже 280 С.1700021 Продолжение табл. 2 Значения показателей для примера Показатели И 28 29) 2526 23 1 26 о,с 1 о,3 0,6 6,605 0,01 6,1 0,1 6,1 0,1 6,1 0,1 0,1 0,1 6, 0,1 0,1 0,1 6,1 92 93 В 82 90 92 96 90 92 98 98 89 5 96 91 Сопротивление нспареищ, 2 89 96 9898 86 95 98 98 22: 88 . 93 . 96 95 82 80 86 95 81 Относительная красявая способность,2 91 168 110 1 О 5 11 О 1 ОО 96 1 ОО 112 115 98 110 100 98 98 98 115 99 Диспергируеиость,мкм 3 30 25 35 35 2,5 60 10 7 35 46 26 2,5 0 25 658 Количество гидроокиси натрия дано в расчете на 160 мас.ч. хлэристого натрия 1 б Составитель Л. РоманцеваТехред: Л, Сердюкова орректор Л. Пилипенк едактор С. Пекарь Заказ ММ ВНИИПИ Гос изобретени Раушская роизводсгвенно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгор ул. Гагарина 101 Количество вводимого в савегазовме продуктм воздуха мз/кг смрья.Показатели гранулироваииой Сами:Светопропусканиетолуольного зкстракта, Ъ Тираж дарственного комитета 113035, Москва, ЖПодписноеи открытиям при ГКНТ СССРб., д. 1/5