CS252477B2

CS252477B2 - Method of furnace black production

Info

Publication number: CS252477B2
Application number: CS8410206A
Authority: CS
Inventors: Kam B Lee; Alan A Simpkin
Original assignee: Cabot Corp
Priority date: 1983-12-23
Filing date: 1984-12-21
Publication date: 1987-09-17
Also published as: IL73895A0; GB2151605A; AU3709384A; DK614784D0; GB8431485D0; AU566453B2; ES8507170A1; US4645657A; NZ210437A; LU85694A1; IL73895A; KR930002759B1; NL190335B; DD228291A5; AR247579A1; FR2557126B1; MX162623A; YU218284A; GB2151605B; PL145193B1

Description

Vynález se týká způsobu výroby retortových sazí, které mají různé důležité možnosti aplikace, například je možno těchto sazí pouUžt jako plniv, pigmentů a ztunujících činidel pro kaučukové směsi a pro plastické látky.

Všeobecné je možno uvést, že postup výroby sazi retorl^ým způsobem zahrnuje krakování a/nebo neúplné spalování uhlovodíkové nástřikové suroviny, jako je na příklad zem^ří plyn nebo rec^yklová surový, v uzav^řen^é líonverzib zoně p^ři te^plstách Je^clíc^ nad 98² °C, ^přičemⁿvznókaaí saze. Tyto saze obsažené v plynech vystupujících z uvedené konverzní zóny se potom o<^]^²La^d.^í a oddělí, ^přičemⁿ je ж^^ос použil к tomuto inelu kteréhokoliv známého ^postupu v tomto oboru. V téts ssuuiisotti je třeba uvést, že je rovněž požadována výroba sazí, které maaí reprodukovatelné vlastnosti, pomocí oíž je možoo dosáhnout lepších hysterezoích vlastností u kaučukových smělí. Kromě toho je v některých případech velmi výhodné, jestliže je k dispozici metoda, při které je mtžoo regulovat oebt kontrolovat barvivs-st /neboli barvící schopnost/ uhlíkových sazí.

Modulový neboli stupňovitý postup výroby sazí je popisován a chráněn ve znovu publikovaném patentu Spojených států amerických č. 28 974 . Tento uvedený postup ·sestává z několika stupňů, přičemž v prvním stupni je vytvořena primární spalovací zóna, ve které se tv^ří proud horkých plynných produktů hoření /proud spalin/, ve druhé neboli přechodové zóně se do tohoto předem vytvořeného proudu horkých plynných spalin ostřikuje kapalný uhlovodíkový nástřik ve formě plných celisivVch proudů /koherentní paprsky/, přičemž tats surovina se oastřikuje v poddtatě radiálně z vnější oebt vnitřní oblasti proudu plynných spalin ds tshsto proudu horkých plynů, a ve třetí zooě /označované jaks reakční zoi^í^// se tvoří saze, přičemž pstom následuje ukončení reakce prudkým ochlazením.

V psstupeah výše uvedeného typu, ve kterých je nástřiková surovina nastříkována z vnější sbi-asti ds proudu plynných spalin, může dožit k situaci, kdy plynné spaliny prochází systémem aniž by byly využity. Tento jev nastane například v případech, kdy uhlovodíková oássřiksvá surovina nevyplňuje zcela plochu, kterou proudí plynné spaliny, což způsobuje únik nevyužitého tepla ve formě plynných spalin do skolí. T^i^c^eoce k tsmuts nepři z nřéému jevu nastává zejména v případech, kdy se zvětšuje velikost reaktoru.

K zabráněni těchto neekonomických ztrát plynných spalin bylo navrženo podle patentu Spojených států amerických č. 3 922 335 nastřikovat přídavnou nástřikovou surovinu do vnitřního prostoru prsudu pl.yooých spalin, který obvykle nástřiková surovina vstřikovaná z vnějšího obvodu přechodové zooy nevyplňuje a .nemůže jej dosáhnout. V tomto patentu je rovněž uvedeno pouUžtí různých prostředků k dosažení tohoto účelu řešení, jako je například sonda, pom^t^í které je možoo přídavnou kapalnou uhlovodíkovou surovinu nastřikovat ds jádra prsudu plyooých spalin v podstatě radiálním směru a ve směru od středu o^i^c^l^li jádra · porudu těchto plynných spalin smírem vně ke stěnám reaktoru. Byls prokázáno, že pomoci tohoto spatření je možoo plyooé spaliny zcela vynužt pro uvedené účely, tzo. pro c^E^t^:řižeoíj atomizování a dispergování olejových kapiček.

Vstřikování nástřikové suroviny do vnitřní ζϋ<33ΐοϊ proudu plynných spalin se provádí ve stejné rovině jako je rovina, ve které se nástřiková surovina vstřikuje z alojší sbasUové sHasti přechodové zooy do v^:ižřníhs prostoru proudu plynných spalin. · Tento postup podle patentu Spojených států amerických č.3 922 335 vykazuje výjimečně dobrý výkon a poskytuje vysoké výtěžky, přičemž je možoo pomocí tohoto postupu vyrábět saze o vysoké kw^tě.

Ovšem o^í^ltá^c^^ií i případy, kdy ge požadováno vyrobit saze podobným · způsobem jako bylo uvedeno výše, ovšem tyto saze muui mít rozdílné ··vlastnosti. Kooákétně je možoo uvést, že je Často outoé vyrobit saze, které maaí dobré hysterezní vlastnosti a barvivost mono i oež je barvivost u běžných sazí.

Vzhledem k výše uvedenému je hlavním cílem uvedeného vyrnálezu vyvinout nový aýhodrlnjší způsob ayVroby sazí, u kterých by bylo rn^žoo kontrolovat baraiasst.

Dalším cílem uvedeného vynálezu je navrhnout postup výroby uhlíkových sazí, které mají nižší hodnotu barvivosti.

Podle uvedeného vynálezu bylo zjištěno, že uvedených cílů je možno dosáhnout modifikací uvedeného modulového postupu výroby sazí.

Uvedený vynález se týká způsobu výroby retortových sazí, při kterém palivo a oxidační látka reagují v první zóně za vzniku proudu horkých plynných spalin, které mají dostatečnou energii к převedení kapalného uhlovodíkového nástřiku pro výrobu sazí na tyto saze, přičemž ve druhé zóně je kapalná uhlovodíková nástřiková surovina nastřikována do proudu horkých plynných spalin z první zóny ve formě řady plných celistvých proudů v místě , ve kterém proud plynných spalin dosáhl své maximální rychlosti, ve směru radiálním ke směru proudu plynných spalin a za dostatečného tlaku к dosažení dostatečného proniknutí těchto plných celistvých proudů do proudu horkých spalin а к dosažení požadovaného rozptýlení a promíchání s těmito plynnými spalinami, přičemž ve třetí zóně se uhlovodíková nástřiková surovina rozkládá a převede se na saze a potom následuje rychlé ochlazení reakce, zchlazení a oddělení získaných sazí.

Podstata tohoto postupu podle vynálezu spočívá v tom, že se část kapalného uhlovodíkového nástřiku ve formě řady plných celistvých proudu zavádí do proudu plynných spalin radiálně ze středové nebo obvodové oblasti tohoto proudu před místem, ve kterém proud plynných spalin dosáhl své maximální rychlosti, přičemž zbývající podíl kapalného uhlovodíkového nástřiku ve formě rady plných celistvých proudů se zavádí do proudu plynných spalin radiálně ze středové nebo obvodové oblasti tohoto proudu ve středovém místě přechodové zóny, ve kterém proud plynných spalin dosáhl maximální rychlosti, přičemž úhel mezi otvory, kterými se nastřikují jednotlivé podíly uhlovodíkové nástřikové suroviny v uvedených místech se upraví na úhel menší než 60°.

Ve výhodném provedení postupu podle uvedeného vynálezu je úhel mezi otvory, kterými se nastřikují podíly nástřikové suroviny v rozmezí od 0 do 30° a nejvýhodněji je tento úhel 60°.

Rovněž je výhodné* jestliže množství kapalné uhlovodíkové nástřikové suroviny, která se zavádí do proudu plynných spalin před místem, ve kterém proud plynných spalin dosahuje maximální rychlosti, je v rozmezí od 20 do 80 %, nejvýhodněji 40 až 60 %, celkového množství nastřikované kapalné uhlovodíkové nástřikové suroviny.

Výhoda tohoto postupu podle uvedeného vynálezu spočívá v tom, že umožňuje přípravu sazí s lepšími hysterezními vlastnostmi a s kontrolovatelnou hodnotou barvivosti. Rovněž provedení tohoto postupu je velmi jednoduché.

Podle uvedeného vynálezu se do proudu plynných spalin nastřikuje část kapalného uhlovodíkového nástřikového materiálu do proudu plynných spalin v podstatě radiálně ve formě celistvých plných proudů, přičemž toto nastřikování se provádí z obvodové nebo ze středové oblasti tohoto proudu plynných spalin v místě, ve kterém uvedený proud plynných spalin nedosáhl své maximální rychlosti, to znamená před přibližně středovým bodem přechodové zóny. Nástřiková surovina se nastřikuje volnými otvory ze vnějšího obvodu nebo vnitřního prostoru proudu plynných spalin v podstatě radiálně do tohoto proudu s nižší rychlostí než maximální. Ve výhodném provedení tohoto postupu se ovšem vstřikuje nástřiková surovina do proudu plynných spalin s nižší rychlostí z vnitřní oblasti radiálně směrem vně do proudu plynných spalin.

Při provádění uvedeného stupňovitého postupu dosáhne proud plynných spalin své maximální rychlosti v přibližně středovém místě přechodové zóny. Takže například v případě, kdy se nastřikuje nástřiková surovina prostřednictvím sondy, potom se provede modifikace uvedeného postupu tak, že se sonda vloží do první neboli primární spalovací zóny, takže nástřiková surovina vstupuje do proudu plynných spalin s nižší rychlostí než maximální.

Skutečné místo nebo rovina, ve které se nástřiková surovina nastřikuje do proudu plynných spalin s nižší rychlostí než je rychlost maximální se může značně měnit v závislosti na specifické kvalitě nebo druhu sazí, které se mají vyrobit.

Uvedenými plnými celistvými proudy neboli koherentními proudy se míní spojité proudy kapalné uhlovodíkové nástřikové suroviny, které nejsou atomizovány před vstřikováním do proudu horkých plynných spalin.

Při pťípravě horkých plynných spalin, které se používají pro výrobu sazí podle uvedeného vynálezu, se ponechá reagovat ve vhodné spalovací komoře kapalné nebo plynné palivo a vhodný oxidační proud, jako je například vzduch, kyslík, směsi vzduchu a kyslíku a podobně. Do skupiny paliv, které jsou vhodné к reakci s oxidačním proudem ve spalovací komoře к přípravě proudu horkých spalin, je možno zařadit kterýkoliv ze snadno spalitelných plynů, par nebo kapalných proudu, jako jsou například vodík, oxid uhlenatý, methan, acetylen, alkoholy a petrolej.

Všeobecně je možno uvést, že ve výhodném provedení podle uvedeného vynálezu se používají paliva, která mají vysoký obsah složek obsahujících uhlík a zejména uhlovodíky. Například je možno uvést, že proudy bohaté na methan, jako jsou například zemní plyn a upravený nebo obohacený zemní plyn, jsou vynikajícími palivy pro tento postup stejně jako další proudy obsahující vysoký podíl uhlovodíků, jako jsou například různé uhlovodíkové plyny a kapaliny . a vedlejší produkty z rafinací, včetně ethanových, propanových, butanových a pentanových frakcí, a dále topné oleje a podobně.

V uvedeném textu představuje primární spalování množství oxidačního činidla, použitého v prvním stupni modulového postupu, vzaženo na množství oxidační látky teoreticky potřebného pro úplné spálení uhlovodíku v prvním stupni za vzniku oxidu uhličitého a vody. Tímto způsobem se vytvoří proud horkých plynných spalin, který proudí vysokou lineární rychlostí. Podle uvedeného vynálezu bylo dále zjištěno, že je vhodné aby tlakový rozdíl mezi spalovací komorou a reakční komorou byl přinejmenším 6,9 kPa a ve výhodném provedení tohoto postupu je tento tlakový rozdíl v případě potřeby asi 10,3 kPa až asi 69 kPa.

Za výše uvedených podmínek se vyrobí proud plynných spalin, který má dostatečnou kinetickou energii к atomizování kapalného uhlovodíkového nástřikového materiálu pro výrobu sazí, což se provede takovým způsobem, aby se získal požadovaný konečný produkt, tzn. saze.

Výsledný proud plynných spalin, získaný shora uvedeným způsobem a vystupující z primární spalovací zóny, dosahuje teploty přinejměnším asi 1 316 °C, přičemž v nejvýhodnějším 1 649 °C. Horké plynné spaliny jsou hnány ve směru průtoku s vysokou lineární rychlostí, která je dále zvyšována tím, že se zavádějí uvedené plynné spaliny do uzavřeného přechodového stupně o menším průměru, který může být popřípadě zúžen nebo omezen za pomoci běžných prostředků, jako je například venturiho hrdlo a podobně.

Při provádění uvedeného postupu se část celkového množství kapalné nástřikové suroviny nastřikuje do proudu plynných spalin z vnitřního prostoru nebo z vnějšího obvodu tohoto proudu plynných splin v podstatě radiálně směrem od středové oblasti nebo směrem dovnitř do proudu plynných spalin v místě, ve kterém proud plynných spalin dosáhl maximální rychlosti, to znamená přibližně ve střední oblasti přechodové zóny.

Tato nástřiková surovina se nastřikuje do proudu horkých.plynných spalin v podstatě radiálně ve formě plných celistvých proudu volnými otvory v přechodové zóně ze vnějšího obvodu nebo ze středového prostoru tohoto proudu, přičemž ve výhodném provedení se tato nástřiková uhlovodíková surovina nastřikuje z vnějšího obvodu tohoto proudu.

Pomocí tohoto způsobu nastřikování kapalného uhlovodíkového nástřiku se vyrobí saze, kterými se zlepší hysterezní vlastnosti u kaučukových směsí.

Ve druhém stupni tohoto výše uvedeného postupu proudí horké plynné spaliny vysokou rychlostí, přičemž plyn vytváří kinetické čelo s tlakem přinejmenším 6,9 kPa. Kapalná uhlovodíková nástřiková surovina, ze které se připravují saze, která je nastřikována do proudu plynných spalin v přechodové neboli druhé zóně, mmsí být nastřikována za dostatečného tlaku, aby bylo dosaženo dostatečného vniknutí, které z^aiťtí vysoký stupeň promchi^ní a odstřižení kapalné uhlovodíkové nástřikové suroviny do tohoto proudu horkých plynných spalin. KKpalná uhlovodíková nástřiková surovina je nastřikována v podstatě radiálně do proudu horkých plynných spalin ze vnější obvodové obbasti nebo ze středové obbasti tohoto proudu plynných spalin ve formě řady plných celisvvých proudů (kohhrentní paprsky) , které snadno pronikaaí do vnitřní olDl-asti neboli jádra plynných spalin.

Jako uhlovodíkové nástřikové suroviny, které je vhodná pro účely uvedeného vynálezu, s výhodou pouuít nenasycené uhlovodíky, jako ethylen, propylen a butylen, dále aromatické a y^^len, dále určité nasycené uhlovodíky, a petrolej, naftaleny, terpeny, ethylenové jiné látky.

která je snadno těkavá za podmínek reakce, lze je acetylen, dále olefiny, jako jsou například uhlovodíky, jako jsou například benzen, toluen nakonec těkavé uhlovodíky, jako jsou například dehty, arom^atické recyklové suroviny a podobné podle uvedeného vynálezu je reakční zóna, ve které je složek tak, aby mohla proběhnout reakce, při které se

Třetím stupněm modulového postupu umožněno určité doby zdržení reakčních tvoří saze, přičemž tato reakce proběhne před zakončením reakčního postupu, které je provedeno rychlým ochlazením. Doba zdržení závisí v každém jednotlivém případě na použitých konkrétních podmínkách postupu a na konkkétní požadované kvartě sazí.

zařízeni, ve kterém se provádí chlazení, oddělování a shromažďose provádí běžně známým způsobem. Naaříklad je možno uvést, že odproudu se snadno provede běžnými prostředky, jako jsou například odlučovač, pytlový filtr nebo kombbnace těchto prostředků.

Po proběhnutí reakce, při které se vytváří saze, a která probíhala po požadovaný časový interval, se tato reakce zakončí postřikem reakční smmsi chladící kapalinou, kterou je například voda, přičemž se p^x^ž^š-je přinejmenším jedné sady postřikovačích trysek. Horké odváděné plyny, které obsahuj jako produkt saze suspendované v proudu těchto plynů, se potom vedou souproudně do další části vání vyrobených sazí, což dělování sazí od plynného srážecí nádoba, cyklonový nižších hodnotách barvivosti a vlastnosti kaučukových smsií,

Pokud se týče mnnšžtví nástřikové suroviny, nástřikované do primární spalovací zóny v místě^ ve kterém proud horkých p^lynných spalin dos^l své maxim^ní rydrdooti, potom p^ři praktickém provádění tohoto postupu podle vynálezu je možno pouužt jakéhokoliv libovolného ánnSžtví nebo podílu, který přispívá k dobré provozní výtěžnooti sazí o o takové kw^tě, že tyto saze jsou schopné zlepšit hysterezní které obsahují tyto saze.

nastřikuje uvedená kapalná uhlov mnnožSví, které se pohybuje

Ve výhodném provedení postupu podle uvedeného vynálezu se vodíková nástřiková surovina ' do proudu horkých plynných spalin v roz^^i^í od asi 20 do asi 80 % nástřikové suroviny před místem, ve kterém proud plynných spalin dosáhl své mmximminí ry^l^l.c^st:i, přičemž zbývvaící podíl nástřikové suroviny se nastřikuje v místě v přechodové zóně, ve kterém proud plynných spalin dosáhl své mximmání rychlosti.

Ve zvláši výhodném provedení postupu podle vynálezu se nastřikuje kapalná uhlovodíková surovina do proudu plynných spalin v ronnostvi v rozm^é^:í od asi 40 do asi 60 % nástřikové suroviny před místem ve kterém dosáhl proud plynných spalin své maairnáání ry^l^^h-C^st^^i, přičemž zbývvjící poddl nástřikové suroviny se nastřikuje v místě přechodové zóny, ve kterém proud plynných spalin dosáhl své maximmání rychlosSi.

Pokud se týče úhlu mezi otvory, kterými se nastřikuje uhlovodíková surovina, potom je třeba uvést, že tento úhel svírají osy nástřikových otvorů v rovině, ve které se nastřikuje podíl uhlovodíkové nástřikové suroviny do proudu horkých plynných spalin v místě maximální rychlooti tohoto proudu, s osami nástřikových otvorů v rovině, ve které se nastřikuje podíl

252411 uhlovodíkové nástřikové suroviny do proudu horkých tento proud spalin maximální rychlosti. Tento úhel plynných spalin v místě, ve kterém nedosáhl je podle uvedeného vynálezu menší než 60°.

V případě, že je tento úhel 0° potom se osy nástřikových otvorů v obou rovinách překrývají. Při praktickém provádění uvedeného stupňového reakčního postupu podle vynálezu, při kterém se nastřikuje nástřiková surovina na více než jednom místě nebo ve více než jedné rovině, jsou otvory, kterými se nastřikuje nástřiková surovina předem uspořádány nebo umístěny takovým způsobem, aby osy nástřikových otvorů v jedné rovině půlily úhly mezi osami nástřikových otvorů v druhé rovině.

Při tomto uspořádání je nastřikována nástřiková surovina v širší průřezové ploše do proudu plynných spalin. Podle uvedeného vynálezu bylo zjištěno, že к přípravě sazí o značně snížené hodnotě barvivosti přispívá rotace úhlu otvorů, kterými je nástřiková surovina nastřikována od úhlu méně než 60° ve směru к překrývání os otvorů, kterýžto úhel je vzat jako 0 °. Ve výhodném provedení podle uvedeného vynálezu se používá úhlu mezi osami nástřikových otvorů v rozmezí od 0° do asi 30°, přičemž nejvýhodnější je úhel 0°.

Otvory, které rotují (neboli které se pohybují po obvodu), mohou být budto otvory, kterými se nastřikuje nástřiková surovina do proudu plynných spalin v místě, ve kterém tento proud dosáhl své maximální rychlosti, nebo otvory, které jsou použity pro nastřikování nástřikové suroviny do proudu plynných spalin o nižší rychlosti než je maximální.

Ve výhodném provedení postupu podle uvedeného vynálezu rotují otvory, kterými se nastřikuje nástřiková surovina do proudu plynných spalin o nižší rychlosti než je rychlost maximální.

Ke zhodnocení analytických a fyzikálních vlastností sazí, vyrobených postupem podle uvedeného vynálezu, bylo použito následujících testů:

Jodové absorpční číslo:

Tato hodnota byla stanovena podle metody ASTM D-1510-70.

Barvivost:

Barvivost neboli barvící schopnost vzorku sazí byla stanovena v porovnání s tónovacími referenčními sazemi, které jsou používány v průmyslu podle metody ASTM D-3265-76a.

Dibutylftalátové absorpční číslo (DBP):

Dibutylftalátové absorpční číslo bylo u vzorku sazí stanoveno podle metody ASTM D-2414-76. Uvedené výsledky naznačují, zda se jedná o saze ve formě chomáčků nebo ve formě pelet.

Dibutylftalátové absorpční číslo pro částice v rozmělněném stavu (CDBP):

Při této metodě se saze ve formě pelet podrobí rozmělňování za daného tlaku a struktura se stanoví podle metody ASTM D 3493-79.

Modul pružnosti a pevnost v tahu:

Tyto fyzikální vlastnosti se určí podle postupu popsanému v ASTM D-412. Ve stručnosti je možno uvést, že při měření modulu pružnosti se určuje síla na jednotkovou plochu při protažení pozorovanému u vzorku vulkanizovaného kaučuku na 300 % délky vzhledem к původní délce. Při stanovení pevnosti v tahu se zjišřuje síla na jednotkovou plochu protažení, která je potřebná к přerušení nebo přetržení vzorku vulkanizovaného kaučuku při zkoušce v tahu.

Smrštění při vytlačení:

Tyto hodnoty se stanoví podle metody ASTM D-2230-37 (mrtoda B).

Odrazová pružnosS:

Tato hodnota se stanoví podle postupu uvedenému v ASTM D-1054.

Postup podle uvedeného vynálezu bude ilustoován v dalším pomocí následujících příkladů provedení. Postup podle uvedeného vnyálezu je možno samozřejmě uskutečnňt v mnoha variantách, které jsou odborníkům pracujícím v daném oboru zřejmé na základě shora uvedeného popisu, přičemž je nutno poznamennt, že uvedené příklady jsou uvedeny pouze z ilustrativních důvodů, aniž by jakýmkooiv způsobem omeeovaly celkový rozsah uvedeného vynálezu. Postup podle příkladu 1 je referenční, přičemž postupy podle příkladů 2 a 3 odpoovdají postupu podle uvedeného vynálezu.

Příklad 1

V provedení podle tohoto příkladu bylo použito vhodného reakčního zařízení, které bylo opatřeno prostředky pro přivádění reakčních látek, pomocí kterých byl vytvořen proud plynných spalin, to znamená paliva a oxidační látky, buďto ve formě oddělených proudů nebo ve formě předem spálených plynných reakčních produktů, do primární spalovací zóny, a rovněž prostředky pro přivádění uhlovodíkové nástřikové suroviny, ze které vznikají saze, které jsou posunooaaelné jak v podélném směru tak po obvodu, přičemž pomocí tohoto uspořádání je možno dosáhnout úpravy místa nastřikování uhlovodíkové nástřikové suroviny radiálně směrem aovaOtř nebo vně do proudu plynných spalin.

Toto zařízení může být vytvořeno z kteréhokoliv maateiálu který je vhodný pro dané účely, jako je například kov, přičemž může být opatřeno buďto žáruvzdornou izolací nebo může být obklopeno chladícími prostředky, ve kterých cirkuluje kapaaina, ve výhodném provedení voda. Kromě toho bylo toto reakční zařízení vybaveno prostředky pro zaznamenávání teploty a tlaku, dále prostředky pr rychlé ochlazení reakce tvorby sazí, jako jsou například postřikovači trysky dále prostředky pro chlazení sazí jako produktu postupu a dále prostředky pro oddělování a shromažďování sazí od ostatních nežádoucích vedlejších produktů. Při provádění postupu podle tohoto příkladu provedení je možno pouuít v primární spalovací zóně nebooi v prvním stupni spalování jakéhokoliv vhodného hořáku, ve kterém je možno dosáhnout hodnoty spalování 240 % (touto hodnotou se míní mnoss^ví oxidační látky vztažené na mucos^! oxidační látky potřebné k úplnému spálení uhlovodíkové suroviny v prvním stupni za vzniku oxidu uhličitého a vody).

Spalování plynů v prvním spalovacím stupni s hodnotou primárního spalování 240 %, bylo ctasa^no ^přiv^ácl^ěním vz^chu pře^dem ^e^h^tého na ³60 °C v mnn^tví o^ov^ajícímu 2146 m³/s a zemního plynu v ^^nožs^t^íí odpovvdajícímu 0,135 m³/s do této primární spalovací zóny uvedeného zařízení, přičemž tímto způsobem byl získán proud plynných spalin, který proudil do další souproudné sekce s vysokou lineární rychllMÍ. Polovina z mnoožtví vhodného kapalného uhlovodíkového nástřikového maatriálu, který byl přiváděn v celkovém mnoSsSví 0,622 litrů/s prostřednictvím tří volných otvorů, přičemž každý z těchto otvorů měl průměr 2,26 milimetrů, byla přiváděna do proudu plynných horkých spalin radiálně směrem ze středové ob^sti ve formě plných celistvých proudů v míítě, které bylo vzdáleno 355,6 milimetru ve směru v protiproudu k rovině, ve které proud plynných spalin dosáhl své mmaímminí гус111с^1, to znamená přibližně ve středovém místě přechodové zóny.

Rychle proudící proud plynných spalin se ved^l do druhé nebooi přechodové zóny, která měla mmnší průřez za účelem dalšího zvýšení lineární rychlosti proudu plynných spalin. Zfobývafcí polovina kapalné uhlovodíkové nástřikové suroviny byla potom zavedena do proudu plynných spalin v poddtatě radiálně ve formě plných celis^ých proudů do výsledného proudu horkých plynných spalin z obvodové oblasti směrem aovaitř do jádra plynných spalin prostřednictvím tří volných otvorů, přičemž každý z těchto otvorů měl· průměr 2,26 milimetru, přibližně ve středovém místě přechodové zóny, ve kterém bylo dosaženo maaimální rychhosti proudu plynných spalin. Přechodová zóna v uvedeném zařízení měla průměr 264 milimetrů a její délka byla 279 milimetrů. Reaktorová sekce uvedeného zařízení měla průměr 457 milimetrů a reakce byla zkončena rychlým ochlazením v místě ležícím ve vzdálenoosi 2,13 metru ve směru po proudu od roviny, ve které proud plynných spalin dosáhl své maximální rychloosi, to znamená přibližně od středového místa přechodové zóny.

Reakce byla provedena tak, že celková hodnota spalování u tohoto procesu byla 35 %. Při provádění postupu podle tohoto příkladu provedení byly otvory, kterými byla nástřiková surovina nastřikována do proudu plynných spalin o nižší rychlosti než je rychlost mta^i^i^áání, umístěny, obvodově takovým způsobem, že nastřikování nástřikové suroviny bylo provedeno v úhlu ⁶⁰° a vzhl^e^c^e^m к osám nástí^ový^ oTorů v rsvin^ě m a i máto í. rychtooto ^pl^ynnýc^h s^palto (tento úhel nespadá do rozsahu uvedeného vynááezu). Annaytické údaje a clarakieristiiy vztahující se k vyrobeným sazím podle tohoto příkladu provedení jsou uvedeny v následuuících tabulkách č. 1 až 3, podle kterých byly takto vyrobené saze pouuity jako kontrolní vzorek pro saze vyro-r bené postupem podle příkladu 2.

Příklad 2

V tomto příkladu provedení byl prováděn stejný postup jako v příkladu 1, přičemž bylo rovněž použito stejného zařízení jako v tomto příkladu a do první spalovací zóny · byl přiváděn vz^duch předem olitotý na te^plo^tu ³⁷⁰ °C v ^prč[tokovém mnn^tví ^3,146 m^3/s a dáto zem^:í plyn v průtokovém míáSství 0,135 m3/s, přičemž hodnota spatování v tomto prvním stupni tohoto postupu byla 240 % (viz objasnění tohoto údaje v příkladu 1). Kapalná uhlovodíková nástřiková surovina v rninšst^t^íí 60 % z celkového množství, které bylo přiváděno s celkovou průtokovou rychlostí 0,657 litrů/s, byla do proudu plynných spalin nastříkována radiálně z vnátřáí oblasti v místě vzdáleném 35)5,6 milimetru směrem proti proudu od ve kterém proud plynných spalin dosáhl své maaimílní rychtosti.

Ponuřtou nlstřikovsu surovinou byl v tomto případě olej s obsahem uhlíku 88,6 % hmoOnástních, s obsahem vodíku 7,82 % háoSnástnícl, s obsahem síry 3,2 % háoSnástní a s poměrem vodíku k uhlíku 1,05, přičemž hodnota korelačního indesu byla 128 (korelační index BMCC), hodnota měrné háoSnnsti podél metody ASTC D-287 byla 1,09, hodnota ^©onno^ podle metody ASTM-D-287 činila -1^,1, hodnota vtokozi^ podle mmtody ^ASTC D-88 při teptoto ^54,4 °C ^byla ²⁹² a ^ho^dnota vtokozito podle metod^y ASTC --8⁸ při toptotě ^98,8 °C ^byla ⁵5, ^přičem^ž o^bsah asfa^lteá^ů čini¹4,3 % lmáSnásSi.

Tato nástřiková surovina byla nastřiksvlna ve formě plných celistvých proudů v radiálním směru prostřednictvím 3 volných otvorů, přičemž každý z těchto otvoru měl průměr 2,54 milimetru. Zhýývjící poddl, to znamená 40 % kapalného uhlovodíkového nástřiku, byl nasnřiksváá do proudu horkých plynných spalin radiálně z vnějšího obvodu· íovtátř ve formě plných οεΐίε^^ proudu (koherentní paprsky) prostřednictvím tří volných otvorů, přičemž každý z těchto otvorů měl průměr 1,98 milimetru, v místě, ve kterém proud plynných spalin dosáhl své maximální ry^^^l^(^sS^:L, to znamená přibližně ve střddovém místě přechodové zóny. Reakce podle tohoto příkladu provedení proběhla s celkovým spalováním 35,2 %, přičemž tato reakce byla potom rychle ochlazena vodou v místě vzdáleném 2,13 metru ve směru po proudu od roviny, ve které proud plynných spalin dosáhl své maximátoí rychlooti.

V tomto provedení byly otvory, kterými byla nástřiková surovina nastřiksvláa do proudu plynných spalin o nižší ry^J^I^L^s^s^ri, umístěny obvodově takovým způsobem, aby nástřiková surovi^na b^yl^a ^střikoto^ ^v úhto 15° vzhledem k osám áásⁿřⁱkovýc^h otvor^ů v rstině^, ve ^které ^byla nástřiková surovina nasnřiksvláa do proudu plynných spalin ve středovém místě přechodové zóny, tzn. v rovině, ve které byla rychlost proudu plynných spalin maxim^ní. AnnaKtické a fyzikální vlastnosti takto získaných sazí jsou uvedeny v následnících tabulkách č. 1 xž 3.

Tabulka 1

Analytické vlastnosti

	Příklad 1	2
Jo^vé číslo [mg jo^du^/g sa^í]	107	105
Barvivost (%)	112	109
Dibujyl:^ftlláOov^é a^běor^pční ^slo pelet^y [c^m^3/100 g^]	127	124
DibujylftlááOové aběorpční číslo pro částice v rozm^n^ném stavu [cm^3/100 g^j	104	102

Vhodnost sazí podle uvedeného vynálezu jako činidel s nízkou hysterezí a jako ztužujících činidel pro kaučukové směsi je zcela zřejmá z následujících tabulek. Pro zjištění chaaalkeeistcckých vlastností sazí připaavených uvedenými postupy byly kaučukové smměi připraveny obvyklým způsobem. Naaříklad byly kaučuk a saze smíseny splečně intenzivním způsobem v mísícím zařízení běžného typu, které je běžně používáno pro míšení kaučuku nebo plastických hmot, jako je například Banburyho mixer a/nebo válcový mlýn, za účelem zaaištění přiiatelné dispergace.

Kaučukové smměi byly připraveny standardními průmyslovými metodami používanými pro přípravu přírodních kaučukových směsí a syntetických kaučukových smměs. Výsledné vulkanizáty byly vytvrzovány po časový interval, který byl speeífkkován při stanovování jednoolivých fyzikálních vlastnootí. Pro zhodnocení vlastností sazí připlavenýih postupem podle uvedeného vynálezu byly pouuity nássedduící směs, u kterých jsou mnnožsví jednoolivých složek uváděna v dílech hmotnoosních.

Ta b u lka 2

Kaučukové smměi

Složka

Směs A

Přírodní kaučuk podle

ASTM D-3192-79

Smés B

Ssynetický kaučuk podle

ASTM D-3191-79

Polymer	(přírodní kaučuk)	siyrenbutaUientvý·· kaučuk, 23,5 % styrenu 7 6.5 % but^^enu
	100	100
Oxid zinečnatý	5	3
Síra	2,5	1,75
Kyselina stearová	3	1
Mek^kabtoen z n zoi hz у z yd esuf id	0,6	-
N-terc.-eutyl-2-benzothilzolsulfenamid		1

Pokračování tabulky

Kaučukové směsi

Složka	Směs A Směs B Přírodní kaučuk S^ynnetický kaučuk podle podle ASTM D-3192-79 ASTM D-3191-79
Saze	50 50

Tabulka 3

Fyzikální vlastnosti přírodních a syntetických kaučukových vulkanizátů

Vzorek sazí	Příklad 1 ⁺	Příkl^ad 2⁺
Směs A (přírodní kaučuk ASTM D-3192-79):
300% modul pružnosti (30 minut, MPa)	+1,241	+1,207
Pevnost v tahu (30 minut, MPa)	-0,124	-0,552
Odrazová pružnost (40 minut, %)	-5,5	-4,2
Směs B (styrenbutadienový kaučuk, ASTT-D	-:31111-7) :
300% modul pružnooti (35 minut, MPa)	+0,262	-0,610
300% pružnooti (50 minut, MPa)	+0,862	-0,276
Pevnoot v tahu (50 minut, MPa)	-0,061	-1,552
Smoštnní při vtlačení (%)	81	90
Odrazová pružnoot (60 minut, %)	-4,3	-3,8

Hodnoty jsou uveden^y vzhledem к referenčnímu průmyslovému vzorku sazí

Z hodnot uvedených v tabulkách 1 až 3 je patrné, že změnění úhlu mezi osami otvorů v obou rovinách, kterými se. nastřik^e nástřiková surovina do proudu plynných spalin tzn. v rovině s nižší rychlostí plynných spalin· než je rychlost maximáání a v rovině s maximální rychlossí, způsobuje zmemšení hodnoty barvivosti produkovaných sazí. Kromě toho je nutno poznamerint, že hodnoty odrazové pružnooti jak přírodních tak syntetických kaučukových směěí, jsou rovněž lepší. .

Příklad 3

V tomto postupu bylo použito stejného zařízení a bylo postupováno stejným způsobme jako v příkladu 2. V tomto případě bylo cílem tohoto postupu dei^oonsi^í^^^ť^lt vliv měnncího se úhlu mezi osami otvorů, kterými se nestři-kuje nástřiková surovina do proudu plynných spalin v rovině s nižší rychlostí než je rychlost mmx1ш01пí a v rovině s maacinimání rychlostí tohoto proudu. -Tento úhel byl měněn rotací obvodového umístění otvorů, kterými byla nas^k^vána surovⁱna do ^prou^du ^plynných spalin proudí^c^ ší^žší r^ychlost^í ne^ž je r^ychlost maaii^lní. ^V —^£^^¹п^- d^jjící tabulce č. 4 jsou uvedeny hodnoty zjištěné při měnícím se úhlu z polohy 60°, na polohu 30°, ^potom na ^polo^hu I⁵ a nakonec na ^polo^hu 0° (překrývání otvorů). Uvedené hodnot^ypotvrzují trend snižujících se hodnot barvivosSi se snižujícím se úhlem mezi osami otvorů v obou rovinách naasrikování, přieemž nežnižší hodnota · vyrobených sazí se vyskytuje v produktu vyrobeném při poloze překrývajících se os nástřikových otvorů, tzn. při úhlu 0°.

Kromě toho je možno uvést, že uvedené hodnoty pot:vrzuuf určitý trend snižujícího se dibutylfralttovéht absorpčního čísla u sazí ve formě chomáčů se snižujícím se uvedeným úhlem. Takže je možno uvést, že podle uvedeného vynálezu je možno navrženého postupu pouužt ke kontrol ování struktury sazí pom^o^íí jnných prostředků, než je pooužií přídavků draselných přísad, které mohou nepříznivě ovlivňovat jňné vlastnosti.

T a b u lka 4

Úhly meei otvory, kterými se naskřikuje nástřiková surovina (stupnt) se nartřikujz nástřiková surovina (stupnt)

	60	30	15	0
Jodové číslo [jng jo^u/gram saní]	114	111	112	111
B^a^r^ivo^t (%)	113	108	109	107
DibuUylftrSátoaS absorpce, chomáče [cm3/100 g]	148	140	138	132

omezen. Tento postup je možno vhodně vyn^^ezu zůstane zachována.

Postup podle uvedeného vynálezu byl popsán pomooí určitých speeifických provedení, přičemž je třeba že t^tmto provedeními není nijak a provést určité úpravy, přičemž podstata

Claims

LE retoroových sazí, při kteéém palivo horkých plynných spaain, které maj a oxidační látka reagují v první dostatečnou ennerií k převedení saze, přičemž ve druhé zóně je

1. Způsob výroby zóně za vzniku proudu kapalného uhlovodíkového n^s^s^iři^k^u pro výrobu sazí na tyto kapalná uhlovodíková nAstřiKová surovina·nastřkkována ve formě řady plných celistvých proudů do proudu horkých plynných spaain z první -zóny v místě, ve kterém proud plynných splín dosáhl své mmaimmání ryihlosti, ve směru radiálním ke směru proudu plynných spaain a za dostatečného talku k dosažení dostatečného proniknutí těchto plných celistvých proudů do proudu horkých spaain a k dosažení požadovaného rozptýlení a promíchání v těchto horkých plynných spalinách, přčeemž ve třetí zóně se nástřiková surovina rozkládá a převede se na saze a potom následuje rychlé ochlazení reakce, zchlazení a oddělení získaných sazí, vyzna^^cí se tím, že se část kapalného uhlovodíkového aástřikt ve formě řady plných celistvých proudů zavádí radiálně do proudu plynných spaain ze středové nebo obvodové ohlassi tohoto proudu před místem, ve kterém proud plynných spaain dosáhl své mmaimmání rychilcos!, přčeemž zbývající podíl kapalného uhlovodíkového n^s^s^jři^k^u ve formě řady plných celistvých proudů se zavádí radiálně do proudu plynných spaain z obvodové nebo středové ohlassi tohoto proudu v místě, ve kterém proud plynných spalin dosáhl maaimmání ryihlosti, přčeemž úhel meei otvory, kterými se пэг^г^^ jednooiivé ^posl^íl^y uhlovo^dí^kov^é nástřikové surtvia^y v uvedených místech se upraví na ^úhel menší než 60^o.
2. Způsob podle bodu 1, vyznačující podíly nástřikové suroviny, je v rozm^;^:í se od tím, 0 do že úhel mezi otvory, kterými se nastřikují 30°.
3. Způsob podle bodu 1, vyznnčující ^podí^ly nástřikové surov¹^ je 0^O.

ee tím, že úhel mezi otvory, i kterými se nastřikují
4. Způsob podle bodu 1, vyznnčuujcí se tím, že množžtví kapalné uhlovodíkové nástřikové suroviny, která se zavádí do proudu horkých plynných spalin před místem, ve kterém proud ·' plynných spalin dosahuje své maaimáání rychlosti, se pohybuje v od 20 do 80 % z celkového ^οζζΙ^^/. nastřikované uhlovodíkové suroviny, přičemž zbývající podíl uhlovodíkové suroviny se zavádí v místě maaimáání rycli 1 o£>ti proudu plynných .spalin.
5. Způsob podle bodu 1, vyznnauu^cí se tím, že ^ιοζζτ^'^:! kapalného uhlovodíkového nástři- ku, který se zavádí do proudu plynných s^lin před místem, ve kterém proud plynných spalin dosahuje mmximáání ryohlooti, se pohybuje V rozmezí od 40 do 60 % z.celkového máoOství nastřikované uhlovodíkové suroviny, přičemž zbý^aící poddl kapalné uhlovodíkové ^st^kové suroviny se zavádí v místě mmximmáni proudu plynných spalin.
6. Způsob podle bodů 1 až 5, vyznmčuuící se tím, že část kapalného uhlovodíkového nástřiku, který se nastřik^e od proudu plynných spalin před místem, ve kterém tento proud plynných spalin dosahuje maaimáání rychlosti, se vstřikuje do tohoto proudu spalin radiálně ze středové oblasti proudu těchto spalin.
7. Způsob podle bodů 1 až 5, vyznač^ící se tím, že část kapalného uhlovodíkového nástřiku, který se o^asť.řiiuje do proudu plynných spalin v místě, ve kterém tento proud plynných spalin dosahuje své ma.aimá.ání гусЫх^!, se vstřikuje dó tohoto proudu spalin radiálně z vnějšího obvodu proudu spalin směrem &вд0^.
8. Způsob podle bodů 1 až 5, vyznačuuící se tím, že část kapalného uhlovodíkového nástřiku, který se vstřikuje do proudu horkých plynných spalin před místem, ve kterém tento proud plynných spalin dosahuje své miximáánní ry^l^l(^oS:L, se vstřikuje do tohoto proudu spalin radiálně ze středové oHiasti proudu těchto spalin, a Část kapalného uhlovodíkového nástřiku, který se nastřikuje do proudu plynných spalin v mstě, ve kterém tento proud plynných spalin dosahuje své máximáání rycN-Osti, se vstřikuje do tohoto proudu spalin radiálně z vnějšího obvodu proudu spalin směrem