Способ получения сажи

Способ получения сажи

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советскнк

Социалистических

Республик

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ю 711078 (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Зая влено 10. 12. 76 (21) 2425204/23-26 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет—

Опубликовано 25.01.80. Бюллетень № 3

Дата опубликования описания 30.01.80

> (51)М. Кл.

С 09 С 1/50

С 01 В 31/02

Воударствеииый комитет

СССР ао лелем изобретеиий и открытий (53) УДК661.666.. 1 (088. 8) (72) Авторы изобретения

В. Ф. Суровикин, H. К. Кореняк, Г. В. Бабич, В. Ф. Антоненко и А. В. Рогов (71) Заявитель

Всесоюзный научно-исследовательский институт технического углерода (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ САЖИ

Изобретение относится к технологии получения сажи путем термического разложения углеводородного сырья в продуктах сгорания топлива и может использоваться для получения активных печных саж, применяемых в качестве наполните5 лей для полимерных композиций.

Известен способ получения сажи, включающий термическое разложение углеводородного сырья в продуктах сгорания о. !О топлива с воздухом при 1380-1400 С, закалку сажегазовых продуктов водой до

650-750 С и последующее охлаждение через стенку до 560-440 С с помощью о воздуха, подаваемого на сгорание топлива.

При этом воздух, подаваемый прямоточно сажегазовым продуктам, нагревают до 370-400 С ?1).

Недостаток этого способа — повышенные энергозатраты.

Наиболее близким к предлагаемому является способ получения сажи, включающий разложение углеводородного сырья в продуктах сгорания топлива с воздухом, закалку сажегазовых продуктов до

650-750 С и пх последующее ахлаждение через стенку воздухом, подаваемым на сгорание топлива. Последующее охлаждение сажегазовых продуктов ведут до

400-550 С, а воздух нагревают до о т

300-350 С, при этом сажегазовые продукты и воздух направляют противотоком (2).

Недостаток такого процесса — недостаточно высокие усиливаюшие свойства.сажи в полимерных композициях, а также большие энергозатраты на подогрев воздуха до более высоких температур при тех же поверхностях теплообмена.

Низкие усиливающие свойства сажи объясняются тем, что не контролируется скорость охлаждения сажи в зоне температур сажи выше 550 С.

Uenb изобретения — повышение усиливающих свойств сажи в полимерных композициях и снижение энергозатрат на получение сажи.

Та бл ица

Способ

Параметры предлагаемый известный

Скорость охлаждения

СГС® в первой стадии охлаждения, град/с

4000

1500

2500

1000

Температура СГС после первой стадии, оС

590

550

580

600

Температура воздуха после первой стадии, ОС

230

240

250

210

Скорость охлаждения

СГС во второй стадии охлаждения, град/с

500

600

800

400

3 71107

Цель достигается тем, что в способе, включающем разложение углеводородного сырья в продуктах сгорания топлива с воздухом и закалку сажегазовых продуктов (до 750-650 С), их последующее охлаждение через стенку воздухом, подаваемым на сгорание топлива, ведут до

600-550оС со скоростью 1000-4000 град/с и до 500-400 С со скоростью

400-800 град/с, охлаждение воздухом через стенку до 600-550 С ведут при подаче сажегазовых продуктов и воздуо ха прямотоком и до 500-400 С вЂ” противотоком .

Выбор нижнего предела скорости охлаждения в диапазоне 1000-4000. о град/с при охлаждении до 600-550 С обоснован тем, что при уменьшении ее ниже 1000 град/с резко возрастает время пребывания сажи в зоне высоких температур, что снижает усиливающие свойства сажи, уменьшая предел прочности полимерных композиций.

Верхний предел скорости ахлаждения

4000 град/с обьясняется тем, что при более высокой скорости время пребывания сажи в зоне высоких температур не обеспечивает нагрев большой массы. воздуха, требуемой для горения топлива в реакторе.

Пределы скоростей 400-800 град/с при охлаждении до 500-4.00 С выбираются экспериментальным путем из соображения снижения энергозатрат.

Пример. В цечь аксиально подают. смесь 50% термогазойля и 50% антраценового масла в количестве 800 кг/ч; тангенциально в зону горения подают газ пропвн-бутан в количестве 85 нм/ч, 3 вместе с которым подают воздух

2900 нм /ч. Температура газа нв входе 20 С, температура воздуха 470 С.

В камере сгорания печи топливо сгорвет с воздухом, образуя поток горячих продуктов горения.

Сырье в продуктах горения разлагают при 1450 С образующиеся сежегвзовые о продукты закаливают водой до 750 С; температура подаваемой в реактор воды

90 С.

После закалки образуется саже-газопаровая смесь, которую охлаждают до

600-550 С со скоростями 1000, 1500, 2500, 4000 град/с через стенку воздухом (подаваемым прямотоком), который при этом нагревают до 210-250 С, затем смесь дополнительно охлаждают воздухом, подаваемым противоточно, до

500-400 С со скоростью 400, 500, 600 и 800 грвд/с, при этом воздух нагревают до 410-490 С, После охлаждения до 500-400. С саже-газовую смесь орошают дополнительно водой до 250 С и подают в фильтры, где происходит отделение сажи от газов, затем сажа поступает в отделение обработки на грануляцию.

I . По предлагаемому спосооу получают сажи ПМ-100 с выходом 56,6% от веса сырья. В таблице представлены свойства сажи и резиновых смесей на ее основе по известному и предлагаемому способам.. 711078.

П одолжение табл и

Способ

Параметры предлагаемый известный

Температура СГС после второй стадии, оС

460

450

600

500

400

Температура воздуха после второй стадии, 0С

475

470

350

410

490

Удельный расход топлива на 1 кг сырья, кг

0,19 0,2

0,212

0,250

0,18

Количество тепла, возврашаемое в процесс с воздухом, ккал/ч

200000, 380000 450000 425000 470000

Показатели сажи

Удельная геометрическая поверхность, м /г

104,0

103,8

103,2 104,5

104 5

Удельная адсорбционная поверхность, м 2/г

106,2 106,4

106,5

110,2

118,1

Масляное число, мл/100г

101,0

103,0

102,1 102,8

101,5

Адсорбционная актив. ность, поверхности и ккал/моль

12,9

13,0

12,8

10,2

10,9

Показатели резины

Предел прочности при разрыве, кгс/см

268

270

251

Потери на истирание на

МИР-I, см /кВт ч

189

162

160

+ — сажегазовая смесь, — определяется методом измерения дифференциальных теплот адсорбции сажей бутена -1 (при степени заполнения 0,02) Из таблицы видно, что предлагаемый способ обеспечивает получение сажи, которая дает повышение предела прочности резины при разрыве для шин до

270 кгс/см {251 кгс/см по известному способу и снижает потери на истирание на МИР-1, смз/кВт.ч с 200 до 160.

Применение прямоточно-противоточного способа охлаждения снижает энергозатраты на процесс получения сажи, что

cocTsBllaeT зкономию в 1 млн. р. только по одному заводу технического углерода, выпуск сажи которого составляет 100 тыс. в год.

Предлагаемый способ обеспечивает возвпат..тепла в процесс в количестве

400000 ккал/ч (против 155000—

200000 ккал/ч) и снижение удельного расхода сырья и топлива, что уменьшает энергозатраты на получение сажи.

Формула изобретения

1. Способ получения сажи, применяемой- преимушественно, в качестве наполнителя для полимерных композиций, включаюший разложение углеводородного сырья в продуктах сгорания топлива с воздухом, закалку сажегазовых продуктов и их последуюшее охлаждение через стенку воздухом, подаваемым на сгорание топлива, о т л и ч а ю ш и и с я тем, что, с целью повышения усиливаю711078 ших свойств сажи в полимерных композициях и снижения энергозатрат, охлаждение ведут до 600-550 С со скоростью

1000-4000 град/с и затем до 500400 С со скоростью 400-800 град/с.

2. Способ по п. 1, о т л и ч а юш и и с я тем, что охлаждение до 600550оС ведут при подаче сежегазовых продуктов и воздуха прямотоком и до

500-400а С вЂ” противотоком.

Источники информации, о принятые во внимание при экспертизе

1. Каучук и резина . 1967, Ne 7, с. 42-45 .

2. Зуев В. П. и др. Производство сажи, М., Химия, 1970, с. 117-129 (прототип) .

Составитель Т. Ильинская

Редактор 3. Шубенко ТехредИ,Асталош Корректор H. Михеева

Заказ 8594/15 Тираж 725 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4