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1、(10)申请公布号 CN 101955694 A (43)申请公布日 2011.01.26 CN 101955694 A *CN101955694A* (21)申请号 201010263837.7 (22)申请日 2010.08.23 C09C 1/48(2006.01) (71)申请人 山东知本原特种炭黑有限公司 地址 277000 山东省枣庄市薛城区陶庄镇夏 庄工业园 (72)发明人 刘夕阳 (54) 发明名称 一种控氧混气法生产酸性炭黑的方法 (57) 摘要 一种控氧混气法生产酸性炭黑的方法， 包括 ： a、 85 200的炭黑原料油经汽化箱加热 300 360汽化成气态原料燃气 ； b。
2、、 载燃气经过火房 预热至 300 500进入汽化箱 ； c、 一路常温空 气经过火房预热至 50 500进入汽化箱 ； d、 上述 a、 b、 c 步骤中的气体按照体积比 ： 1 4 8 0.05 0.5 在汽化箱内混合后进入火房 ； 另 一路常温空气直接进入火房， 四种气体产生燃烧 反应， 气态原料燃气在高温中裂解产生不完全燃 烧反应， 生成炭黑和炭黑尾气， 经冷却净化循环利 用的炭黑尾气作为冷却气体终止炭黑和常温空气 的进一步反应 ； 炭黑尾气经过冷却净化， 大部份 循环利用， 其它通过烟囱排放。 本发明提高了炭黑 生产的转化率， 尾气可循环利用。 (51)Int.Cl. (19)中华人。
3、民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书 1 页 说明书 3 页 附图 1 页 CN 101955694 A1/1 页 2 1. 一种控氧混气法生产酸性炭黑的方法， 其特征是 ： 包括如下步骤 ： a、 85 200的炭黑原料油经汽化箱加热 300 360汽化成气态原料燃气 ； b、 载燃气氢气或煤气或天然气或炉法炭黑尾气经过火房预热至 300 500进入汽化 箱 ； c、 一路常温空气经过火房预热至 50 500进入汽化箱 ； d、 上述 a、 b、 c 步骤中的气态原料燃气、 载燃气、 预热空气按照体积比 ： 1 4 8 0.05 0.5 在汽化箱内混合后进入火房 ； 另一。
4、路常温空气不经过火房预热直接进入火 房， 然后气态原料燃气、 载燃气、 预热空气、 常温空气 4 种物料产生燃烧反应， 气态原料燃气 在高温中裂解产生不完全燃烧反应， 生成炭黑和炭黑尾气， 经冷却净化循环利用的炭黑尾 气作为冷却气体终止炭黑和常温空气的进一步反应 ； 炭黑经风冷器冷却后， 再经袋滤器过 滤收集， 经造粒机造粒包装成炭黑成品， 炭黑尾气经过冷却净化， 大部份循环利用， 其它通 过烟囱排放。 2. 根据权利要求 1 所述的控氧混气法生产酸性炭黑的方法， 其特征是， 包括如下步骤 ： a、 140的炭黑原料油经汽化箱加热 350汽化成气态原料燃气 ； b、 载燃气氢气或煤气或天然气或。
5、炉法炭黑尾气经过火房预热至 480进入汽化箱 ； c、 一路常温空气经过火房预热至 200进入汽化箱 ； d、 上述a、 b、 c步骤中的气态原料燃气、 载燃气、 预热空气按照体积比 ： 150.2在汽 化箱内混合后进入火房 ； 另一路常温空气不经过火房预热直接进入火房， 然后气态原料燃 气、 载燃气、 预热空气、 常温空气四种物料产生燃烧反应， 气态原料燃气在高温中裂解产生 不完全燃烧反应， 生成炭黑和炭黑尾气， 经冷却净化循环利用的炭黑尾气， 含氧量为 1 15， 温度 30 80， 作为冷却气体终止炭黑和常温空气的进一步反应 ； 炭黑经风冷器冷 却后， 再经袋滤器过滤收集， 经造粒机造粒。
6、包装成炭黑成品， 炭黑尾气经过冷却净化， 大部 份循环利用， 其它通过烟囱排放。 3. 根据权利要求 2 所述的控氧混气法生产酸性炭黑的方法， 其特征是， 所述的经冷却 净化循环利用的炭黑尾气， 含氧量为 10， 温度 60。 权 利 要 求 书 CN 101955694 A1/3 页 3 一种控氧混气法生产酸性炭黑的方法 技术领域 0001 本发明涉及一种酸性炭黑的生产方法， 更具体地说涉及一种控氧混气法生产酸性 炭黑的方法。 背景技术 0002 色素炭黑的生产方法主要有混气法、 炉法二种。混气法是我国自主开发成功的一 种色素炭黑生产工艺， 是含碳芳烃等不完全燃烧工艺。 其工艺特点是氧气过量。
7、的燃烧工艺， 特点是气态原料， 强制气流， 氧气过量， 燃烧温度较高(5001000)， 产量不大， 但产品粒 径细， 炭黑表面含氧基团多， 分散性好， 在油墨、 油漆、 色浆中应用性能好， 价格较高， 缺点是 原料消耗高， 能耗高， 废气量大 ； 而炉法工艺是橡胶炭黑的主要生产方法， 也是色素炭黑的 主流生产方法， 炉法工艺本质上是含碳芳烃高温裂解工艺， 其特点是液态原料， 密闭系统， 缺氧状态， 燃烧温度高 (1600 2100 )， 产品优点是原料消耗较低， 在 PE、 PP 塑料中分散 性好， 但产品粒径较粗， 325 目筛余物高， 炭黑表面含氧基团少， 在极性介质中分散性差， 所 以。
8、， 在色素炭黑应用领域中受到较大限制。 目前市场上色素炭黑产品有近百个品种， 主要源 于燃烧时氧气含量、 燃烧温度、 添加剂等不同形成的各种生产工艺， 从而产生各种色素炭黑 产品的应用性能有一定的差别。目前， 混气法色素炭黑技术领域的研究课题主要是设备的 专业化， 提高产品的纯净度 ； 创新生产工艺， 提高反应得率， 有效降低原料和能源消耗， 有效 降低废气排放量。炉法色素炭黑技术领域的研究课题主要是装置的大型化、 充分利用余热 节约能源、 产品精细化等。 发明内容 0003 本发明的目的是提供一种可以有效提高炭黑生产的转化率， 同时使炭黑尾气可循 环利用的控氧混气法生产酸性炭黑的方法。 00。
9、04 为实现上述目的， 本发明采用的技术方案为 ： 0005 一种控氧混气法生产酸性炭黑的方法， 其特征是 ： 包括如下步骤 ： 0006 a、 85 200的炭黑原料油经汽化箱加热 300 360汽化成气态原料燃气 ； 0007 b、 载燃气氢气或煤气或天然气或炉法炭黑尾气经过火房预热至 300 500进入 汽化箱 ； 0008 c、 一路常温空气经过火房预热至 50 500进入汽化箱 ； 0009 d、 上述 a、 b、 c 步骤中的气态原料燃气、 载燃气、 预热空气按照体积比 ： 1 4 8 0.05 0.5 在汽化箱内混合后进入火房 ； 另一路常温空气不经过火房预热直接进入火 房， 然。
10、后气态原料燃气、 载燃气、 预热空气、 常温空气四种物料产生燃烧反应， 气态原料燃气 在高温中裂解产生不完全燃烧反应， 生成炭黑和炭黑尾气， 经冷却净化循环利用的炭黑尾 气作为冷却气体终止炭黑和常温空气的进一步反应 ； 炭黑经风冷器冷却后， 再经袋滤器过 滤收集， 经造粒机造粒包装成炭黑成品， 炭黑尾气经过冷却净化， 大部份循环利用， 其它通 过烟囱排放。 说 明 书 CN 101955694 A2/3 页 4 0010 根据所述的控氧混气法生产酸性炭黑的方法， 其特征是， 包括如下步骤 ： 0011 a、 140的炭黑原料油经汽化箱加热 350汽化成气态原料燃气 ； 0012 b、 载燃气氢。
11、气或煤气或天然气或炉法炭黑尾气经过火房预热至 480进入汽化 箱 ； 0013 c、 一路常温空气经过火房预热至 200进入汽化箱 ； 0014 d、 上述a、 b、 c步骤中的气态原料燃气、 载燃气、 预热空气按照体积比 ： 150.2 在汽化箱内混合后进入火房 ； 另一路常温空气不经过火房预热直接进入火房， 然后气态原 料燃气、 载燃气、 预热空气、 常温空气 4 种物料产生燃烧反应， 气态原料燃气在高温中裂解 产生不完全燃烧反应， 生成炭黑和炭黑尾气， 经冷却净化循环利用的炭黑尾气， 含氧量为 115， 温度3080， 作为冷却气体终止炭黑和常温空气的进一步反应 ； 炭黑经风冷 器冷却后。
12、， 再经袋滤器过滤收集， 经造粒机造粒包装成炭黑成品， 炭黑尾气经过冷却净化， 大部份循环利用， 其它通过烟囱排放。 0015 根据所述的控氧混气法生产酸性炭黑的方法， 其特征是， 所述的经冷却净化循环 利用的炭黑尾气， 含氧量为 10， 温度 60。 0016 本发明控氧混气法生产酸性炭黑的方法， 在炭黑原料气和燃烧气中加入空气 ( 爆 炸极限以下 )， 大大加快了燃气的燃烧速度， 低氧气含量的炭黑尾气又减少了粉状炭黑的进 一步燃烧， 可以有效提高炭黑生产的转化率 ； 同时， 尾气可循环利用， 可以减少 60以上的 炭黑尾气排放， 实现了混气法工艺的清洁生产。 附图说明 0017 图 1 为。
13、本发明的工艺流程图。 具体实施方式 0018 下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明 ： 0019 本发明如图 1 所示， 一种控氧混气法生产酸性炭黑的方法， 其特征是 ： 包括如下步 骤 ： 0020 a、 85 200的炭黑原料油经汽化箱加热 300 360汽化成气态原料燃气 ； 0021 b、 载燃气氢气或煤气或天然气或炉法炭黑尾气经过火房预热至 300 500进入 汽化箱 ； 0022 c、 一路常温空气经过火房预热至 50 500进入汽化箱 ； 0023 d、 上述 a、 b、 c 步骤中的气态原料燃气、 载燃气、 预热空气按照体积比 ： 1 4 8 0.05 0.5 在汽化箱。
14、内混合后进入火房 ； 另一路常温空气不经过火房预热直接进入火 房， 然后气态原料燃气、 载燃气、 预热空气、 常温空气 4 种物料产生燃烧反应， 气态原料燃气 在高温中裂解产生不完全燃烧反应， 生成炭黑和炭黑尾气， 经冷却净化循环利用的炭黑尾 气作为冷却气体终止炭黑和常温空气的进一步反应 ； 炭黑经风冷器冷却后， 再经袋滤器过 滤收集， 经造粒机造粒包装成炭黑成品， 炭黑尾气经过冷却净化， 大部份循环利用， 其它通 过烟囱排放。 0024 实施例 ： 0025 一种控氧混气法生产酸性炭黑的方法， 其特征是， 包括如下步骤 ： 说 明 书 CN 101955694 A3/3 页 5 0026 a。
15、、 140的炭黑原料油经汽化箱加热 350汽化成气态原料燃气 ； 0027 b、 载燃气氢气或煤气或天然气或炉法炭黑尾气经过火房预热至 480进入汽化 箱 ； 0028 c、 一路常温空气经过火房预热至 200进入汽化箱 ； 0029 d、 上述a、 b、 c步骤中的气态原料燃气、 载燃气、 预热空气按照体积比 ： 150.2 在汽化箱内混合后进入火房 ； 另一路常温空气不经过火房预热直接进入火房， 然后气态原 料燃气、 载燃气、 预热空气、 常温空气四种物料产生燃烧反应， 气态原料燃气在高温中裂解 产生不完全燃烧反应， 生成炭黑和炭黑尾气， 经冷却净化循环利用的炭黑尾气， 含氧量为 1 15。
16、， 温度 30 80 ( 优选含氧量为 10， 温度 60 ) 作为冷却气体终止炭黑和常 温空气的进一步反应 ； 炭黑经风冷器冷却后， 再经袋滤器过滤收集， 经造粒机造粒包装成炭 黑成品， 炭黑尾气经过冷却净化， 大部份循环利用， 其它通过烟囱排放。 0030 本发明原理 ： 0031 本发明提供了一种酸性炭黑的生产方法， 包括如下步骤 ： 炭黑原料油 (85 200)经汽化箱(300360)加热汽化成气态原料燃气， 载燃气氢气或煤气或天然气或 炉法炭黑尾气或其它可燃气经过火房预热至 300 500， 一路常温空气经过火房预热至 50 500， 另一路常温空气不经过火房预热， 上述物料气态原料。
17、燃气、 载燃气、 预热空气 经一定比例(体积比为1480.050.5)混合后进入火房， 与常温空气一起产生燃 烧反应， 气态原料燃气在高温中裂解产生不完全燃烧反应， 生成炭黑和炭黑尾气， 经冷却净 化循环利用的炭黑尾气 ( 含氧量为 1 15， 30 80 ) 作为冷却气体终止炭黑和常温 空气的进一步反应， 炭黑经风冷器冷却后， 再经袋滤器过滤收集， 经造粒机造粒包装成炭黑 成品， 炭黑尾气经过冷却净化， 大部份 (60 ) 循环利用， 其它 (40 ) 通过烟囱排放。本发 明所提供的生产方法， 在炭黑气态原料燃气和载燃气中加入预热空气 ( 爆炸极限以下 ) 形 成混合燃气， 大大加快了载燃气。
18、的燃烧速度， 低氧气含量的炭黑尾气又减少了粉状炭黑的 进一步燃烧， 可以有效提高炭黑生产的转化率 ； 同时， 炭黑尾气的循环利用， 可以减少 60 以上的炭黑尾气排放， 实现了混气法工艺的清洁生产。 0032 本发明混合燃气在过量氧气的状态下燃烧， 生成的炭黑表面含有大量的含氧基 团， 炭黑有弱酸性， 在极性介质中有很好的分散性能。 0033 本发明向气态原料燃气和载燃气中加入预热空气 ( 爆炸极限以下， 体积含量通常 为混合燃气的 1 10 )， 形成混合燃气， 加快了载燃气、 预热空气和常温空气的燃烧反 应， 提高了炭黑的黑度和气态原料燃气的生成炭黑反应得率。 0034 本发明在火房中加入。
19、经过袋滤器并冷却净化的炭黑尾气。 由于炭黑尾气氧气 含量低， 通常为 1 15， 可以有效中止炭黑和常温空气的进一步反应， 提高炭黑的表面 性能， 同时提高气态原料燃气的生成炭黑反应得率。 0035 本发明中炭黑生产中的炭黑尾气可以循环使用， 可以降低 60以上的废气排放， 实现了混气法炭黑生产的清洁工艺。 0036 上面所述的实施例仅是对本发明的优选实施方式进行描述， 并非对本发明的构思 和保护范围进行限定， 在不脱离本发明设计构思的前提下， 本领域中普通工程技术人员对 本发明的技术方案作出的各种变型和改进， 均应落入本发明的保护范围。 说 明 书 CN 101955694 A1/1 页 6 图 1 说 明 书 附 图 。