FR2645542A1 - METHOD FOR CONTROLLING THE SIZE OF THE AGGREGATES AND THE STRUCTURE OF CARBON BLACKS - Google Patents

Abstract

L'invention concerne un procédé pour contrôler la taille des agrégats et la structure de noirs de carbone produits par un réacteur de noir de carbone au four. Selon l'invention, on abaisse la température de la pyrolyse, mais on ne l'arrête pas, dans l'effluent (le mélange de gaz de combustion et de la charge d'alimentation où se produit la pyrolyse), de préférence d'environ 444 degre(s)C, à un temps de résidence compris entre environ 0,0 seconde et environ 0,002 seconde en aval du point le plus en aval de l'injection de la charge d'alimentation. L'invention s'applique notamment à la production de noirs de carbone.A method for controlling the aggregate size and structure of carbon blacks produced by a kiln carbon black reactor is disclosed. According to the invention, the temperature of the pyrolysis is lowered, but it is not stopped, in the effluent (the mixture of combustion gas and the feedstock where the pyrolysis occurs), preferably of about 444 degree (s) C, at a residence time of between about 0.0 seconds and about 0.002 seconds downstream of the most downstream point of feedstock injection. The invention applies in particular to the production of carbon blacks.

Description

La présente invention se rapporte à un procédé pour contrôler la tailleThe present invention relates to a method for controlling the size

des agrégats et la structure deaggregates and the structure of

noirs de carbone.carbon blacks.

Les noirs de carbone sont généralement produits dans un réacteur du type four par pyrolyse d'une charge d'alimentation d'hydrocarbure par des gaz chauds de combustion pour donner des produits de combustion contenant  Carbon blacks are generally produced in a furnace reactor by pyrolysis of a hydrocarbon feedstock with hot combustion gases to produce combustion products containing

du noir de carbone particulaire.particulate carbon black.

- Dans un type de réacteur de noir de carbone au four, tel que montré dans le brevet US N 3 401 020 au nom de Kester et autres ou le brevet US N 2 785 964 au nom de Pollock, que l'on appellera ci-après respectivement "Kester" et "Pollock", un combustible, de préférence hydrocarboné, et un oxydant, de préférence de l'air, sont injectés dans une première zone et réagissent pour former des gaz chauds de combustion. Une charge d'alimentation d'hydrocarbure sous forme gazeuse, de vapeur ou liquide est également injectée dans la première zone et ensuite commence la pyrolyse de la charge d'alimentation  In a type of furnace carbon black reactor, as shown in US Patent No. 3,401,020 to Kester et al. Or US Patent No. 2,785,964 to Pollock, which will be referred to herein as after "Kester" and "Pollock", respectively, a fuel, preferably hydrocarbon, and an oxidant, preferably air, are injected into a first zone and react to form hot combustion gases. A hydrocarbon feedstock in gaseous form, vapor or liquid is also injected into the first zone and then begins pyrolysis of the feedstock.

d'hydrocarbure. Dans ce cas, la pyrolyse indique la.  hydrocarbon. In this case, the pyrolysis indicates the.

décomposition thermique d'un hydrocarbure. Le mélange résultant de gaz de combustion o se produit la pyrolyse passe alors dans une zone de réaction o se produit l'accomplissement de la réaction formant le noir de  thermal decomposition of a hydrocarbon. The resulting mixture of combustion gases, where the pyrolysis takes place, then passes into a reaction zone where the reaction forming the black of the reaction occurs.

carbone.carbon.

Dans un autre type de réacteur de noir de carbone au four, un combustible liquide ou gazeux réagit avec un oxydant, de préférence de l'air, dans la première zone,pour former des gaz chauds de combustion. Ces gaz chauds de combustion passent de la première zone, en aval, à travers le réacteur, dans une zone de réaction et au delà. Pour produire des noirs de carbone, une charge d'alimentation hydrocarbonée est injectée en un ou plusieurs points dans le trajet du courant de gaz chauds de combustion. La charge d'alimentation hydrocarbonée peut être liquide, gazeuse ou en vapeur et peut être la mêmj ou différente du combustible utilisé pour former le courant de gaz de combustion. La première zone (ou de combustion) et la zone de réaction peuvent être divisées par un étranglement ou zone de diamètre restreint d'une plus petite section transversale que la zone de combustion ou la zone de réaction. La charge d'alimentation peut être injectée dans le trajet des gaz chauds de combustion en amont de  In another type of furnace carbon black reactor, a liquid or gaseous fuel reacts with an oxidant, preferably air, in the first zone to form hot combustion gases. These hot combustion gases pass from the first zone, downstream, through the reactor, into a reaction zone and beyond. To produce carbon blacks, a hydrocarbon feedstock is injected at one or more points into the path of the hot combustion gas stream. The hydrocarbon feedstock may be liquid, gaseous or vaporous and may be the same or different from the fuel used to form the flue gas stream. The first zone (or combustion zone) and the reaction zone may be divided by a constriction or zone of restricted diameter of a smaller cross-section than the combustion zone or the reaction zone. The feedstock can be injected into the path of the hot combustion gases upstream of

ou en aval de et/ou dans la zone de diamètre restreint.  or downstream of and / or in the restricted diameter zone.

Des réacteurs de noir de carbone au four de ce type sont généralement décrits dans la réédition du brevet US  Furnace carbon black reactors of this type are generally described in the US patent reissue

N 28 974 et le brevet US N 3 922 335.  No. 28,974 and US Patent No. 3,922,335.

Bien que deux types de réacteurs de noir de  Although two types of black reactors

carbone au four et procédés aient été décrits, on compren-  furnace carbon and processes have been described,

dra que la présente invention peut s'utiliser avec tout autre réacteur ou procédé de noir de carbone au four o le noir de carbone est produit par pyrolyse et/ou  that the present invention can be used with any other oven-carbon reactor or process where the carbon black is produced by pyrolysis and / or

combustion incomplète des hydrocarbures.  incomplete combustion of hydrocarbons.

Dans les deux types de procédés et réacteurs décrits ci-dessus et dans d'autres réacteurs et procédés généralement connus, les gaz chauds de combustion sont à une température suffisante pour effectuer la pyrolyse de la charge d'alimentation hydrocarbonée injectée dans le courant de gaz de combustion. Dans un type de réacteur, tel que révélé chez Kester, la charge d'alimentation est injectée, en un ou plusieurs points, dans la même zone que celle o se forment les gaz de combustion. Dans des réacteurs ou procédés d'autres types, l'injection de la charge d'alimentation se produit, en un ou plusieurs  In the two types of processes and reactors described above and in other generally known reactors and processes, the hot combustion gases are at a temperature sufficient to effect the pyrolysis of the hydrocarbon feedstock injected into the gas stream. of combustion. In one type of reactor, as disclosed by Kester, the feedstock is injected at one or more points into the same zone as the flue gas is formed. In reactors or processes of other types, feedstock injection occurs in one or more

points, après avoir formé le courant de gaz de combustion.  points after forming the flue gas stream.

Dans chaque type de réacteur, comme le courant de gaz chauds de combustion s'écoule continuellement en aval à travers le réacteur, la pyrolyse se produit-continuellement tandis que le mélange de-la charge d'alimentation et des gaz de combustion traverse la zone de réaction. Le mélange de la charge d'alimentation et des gaz de combustion o se produit la pyrolyse sera appelé ci-après, dans toute la  In each reactor type, as the stream of hot combustion gases flows continuously downstream through the reactor, pyrolysis occurs continuously as the mixture of feedstock and combustion gases passes through the zone. of reaction. The mixture of feedstock and flue gas where pyrolysis occurs will be referred to hereinafter throughout

description, "l'effluent". Le temps de résidence de  description, "the effluent". The residence time of

l'effluent dans la zone de réaction du réacteur est suffisant et, dans certaines conditions, approprié pour permettre la formation de noirs de carbone. "Temps de résidence" indique le temps qui s'est écoulé depuis le contact initial entre les gaz chauds de combustion et la charge d'alimentation. Après avoir formé des-noirs de carbone ayant les propriétés souhaitées, la température  the effluent in the reaction zone of the reactor is sufficient and, under certain conditions, suitable for the formation of carbon blacks. "Residence time" indicates the time that has elapsed since the initial contact between the hot combustion gases and the feedstock. After forming carbon blacks with the desired properties, the temperature

de l'effluent est encore diminuée pour arrêter la pyrolyse.  effluent is further reduced to stop pyrolysis.

Cette diminution de la température de l'effluent pour arrêter la pyrolyse peut être accomplie de toute manière connue, comme par injection d'un fluide. de refroidissement dans l'effluent. Comme ceux qui sont compétents en la matière le savent généralement, la pyrolyse est arrêtée quand les produits souhaités de noir de carbone ont été obtenus dans le réacteur. Une façon de déterminer le moment o la pyrolyse doit être arrêtée consiste à échantillonner l'effluent et à mesurer son niveau d'extrait dans le toluène. Le niveau d'extrait dans le toluène est mesuré par la-norme américaine ASTM D1618-83 "Carbon Black Extractables - Toluene Discoloration". La tuyère de trempe est généralement placée au point o le niveau d'extrait dans le toluène de l'effluent atteint un niveau acceptable pour  This decrease in the temperature of the effluent to stop the pyrolysis can be accomplished in any known manner, such as by injection of a fluid. cooling in the effluent. As is generally known to those skilled in the art, pyrolysis is stopped when the desired products of carbon black have been obtained in the reactor. One way to determine when pyrolysis is to be stopped is to sample the effluent and measure its level of toluene extract. The level of extract in toluene is measured by the American standard ASTM D1618-83 "Carbon Black Extractables - Toluene Discoloration". The quench nozzle is generally set at the point where the level of toluene extract in the effluent reaches an acceptable level for

le noir de carbone souhaité produit dans le réacteur.  the desired carbon black produced in the reactor.

Après avoir arrêté la pyrolyse, l'effluent traverse généralement un système de filtrage en sac pour séparer  After stopping the pyrolysis, the effluent generally passes through a bag filter system to separate

et recueillir le noir de carbone.and collect the carbon black.

En général, on utilise une seule trempe. Cependant, Kester révèle l'utilisation de deux trempes pour contrôler certaines propriétés des noirs de carbone. Kester se rapporte au contrôle des propriétés des noirs de carbone pour impartir le module,par traitement thermique. Ce traitement thermique est obtenu par régulation des débits d'eau à deux tuyères à jets d'eau, qui sont placées en série dans la fumée de l'effluent dans un four à noir de carbone. Le module d'un noir de carbone est en rapport avec la performance de celui-ci dans un produit de caoutchouc. Comme cela est expliqué dans l'article de  In general, only one quench is used. However, Kester reveals the use of two quenchs to control certain properties of carbon blacks. Kester refers to the control of the properties of carbon blacks to impart the module, by heat treatment. This heat treatment is obtained by regulating water flows to two jet nozzles, which are placed in series in the smoke of the effluent in a carbon black furnace. The modulus of a carbon black is related to the performance of it in a rubber product. As explained in the article of

Schaeffer et Smith, "Effect of Heat Treatment on Reinfor-  Schaeffer and Smith, "Effect of Heat Treatment on Reinfor-

cing Properties of Carbon Black" (Industrial and Enginee-  "Properties of Carbon Black" (Industrial and

ring Chemistry, Volume 47, N 6; Juin 1955, page 1286), ci-après "Schaeffer", on sait généralement que le traitement thermique aura pour but de donner au noir de carbone ses propriétés impartissant le module. Cependant, comme cela est mieux expliqué par Schaeffer, le changement des propriétés impartissant le module des noirs de carbone produits par traitement thermique résulte d'un changement de la chimie de surface des noirs de carbone. Par conséquent, le positionnement des tuyères comme cela est suggéré par Kester, afin de soumettre le courant de gaz de combustion à différentes conditions de température, affecte les propriétés impartissant le module du noir de carbone apparemment par changement de la chimie de surface des noirs de carbone plutôt qu'en affectant la  ring Chemistry, Volume 47, N 6; June 1955, page 1286), hereinafter "Schaeffer", it is generally known that the heat treatment will aim to give the carbon black its properties imparting the module. However, as is better explained by Schaeffer, the change in the properties imparting the modulus of carbon blacks produced by heat treatment results from a change in the surface chemistry of carbon blacks. Therefore, the positioning of the nozzles as suggested by Kester, in order to subject the flue gas stream to different temperature conditions, affects the properties imparting the modulus of carbon black apparently by changing the surface chemistry of blacks. rather than affecting the

morphologie des noirs de carbone d'une manière discernable.  morphology of carbon blacks in a discernible manner.

Par ailleurs, -chez Kester, les deux tuyères sont placées en une position dans la zone de réaction o une pyrolyse -importante de la'charge d'alimentation s'est déjà produite. Ainsi, il semblerait que, dans le procédé de Kester, au moment o l'effluent atteint la première tuyère, les propriétés de CTAB, teinte,DBP et diamètre de Stokes des noirs de carbone ont été définies. Cela supporte la conclusion selon laquelle le changement des propriétés impartissant le module chez Kester ne résulte pas d'un changement des propriétés morphologiques des noirs de carbone. De plus encore, Kester n'attache aucune importance à la position de la première tuyère relativement au point d'injection de la charge d'alimentation ou du temps de résidence et ne révèle aucun moyen pour choisir la  On the other hand, use Kester, the two nozzles are placed at a position in the reaction zone where significant pyrolysis of the feedload has already occurred. Thus, it would appear that in the Kester process, at the time the effluent reaches the first tuyere, the properties of CTAB, hue, DBP and Stokes diameter of the carbon blacks were defined. This supports the conclusion that the change in properties imparting the modulus in Kester does not result from a change in the morphological properties of carbon blacks. Moreover, Kester attaches no importance to the position of the first nozzle relative to the feed injection point or the residence time and discloses no way to choose the

position de la première tuyère de trempe ou refroidissement.  position of the first quenching nozzle or cooling.

Le brevet US N 4 230 670 à Forseth, que l'on appellera ci-après Forseth, suggère l'utilisation de deux tuyères pour arrêter la pyrolyse. Les deux tuyères sont séparées du point o une seule tuyère serait place. -Les deux tuyères ont pour but de mieux remplir la zone de réaction du fluide de trempe pour plus efficacement arrêter  U.S. Patent No. 4,230,670 to Forseth, hereinafter referred to as Forseth, suggests the use of two nozzles to stop pyrolysis. The two nozzles are separated from the point where a single nozzle would be placed. -The two nozzles are intended to better fill the reaction zone of the quenching fluid to more effectively stop

la pyrolyse. Cependant, chez Forseth, au moment o l'ef-  pyrolysis. However, at Forseth, at the moment when

fluent atteint les tuyères, les propriétés de CTAB, teinte, DPB et diamètre de Stokes des noirs de carbone ont été définies. Le brevet US N 4 265 870 à Mills et autres et le brevet US N 4 316 876, à Mills et autres, suggèrent l'utilisation d'une seconde tuyère placée en aval de la première tuyère pour empêcher des dégradations dans le système de filtrage. Dans les deux brevets, la première tuyère arrête complètement la pyrolyse et est placée en  fluent reaches the nozzles, the properties of CTAB, dye, DPB and Stokes diameter of carbon blacks were defined. U.S. Patent No. 4,265,870 to Mills et al. And U.S. Patent No. 4,316,876 to Mills et al. Suggest the use of a second nozzle downstream of the first nozzle to prevent degradation in the filter system. . In both patents, the first nozzle completely stops pyrolysis and is placed in

une position généralement connue, et au moment o l'ef-  a generally known position, and at the moment when the

fluent atteint la première tuyère, les propriétés de CTAB, teinte, DBP et diamètre de Stokes des noirs de carbone ont été définies. La seconde tuyère réduit encore la température du courant de gaz de combustion pour protéger  fluent reaches the first nozzle, the properties of CTAB, hue, DBP and Stokes diameter of carbon blacks were defined. The second nozzle further reduces the temperature of the flue gas stream to protect

l'unité du filtre.the filter unit.

Le brevet US N 4 358 289, à Austin, ci-après "Austin", se rapporte également à la prévention de la dégradation du système du filtre par l'utilisation d'un échangeur de chaleur après la tuyère. Dans ce brevet également, la tuyère arrête complètement la pyrolyse et est placée en une position généralement connue. Chez Austin, au moment o l'effluent atteint la première tuyère, les propriétés de CTAB, teinte, DBP et diamètre de Stokes des  U.S. Patent No. 4,358,289 to Austin, hereinafter "Austin", also relates to the prevention of degradation of the filter system by the use of a heat exchanger after the nozzle. In this patent also, the nozzle completely stops pyrolysis and is placed in a generally known position. At Austin, when the effluent reaches the first nozzle, the properties of CTAB, hue, DBP and Stokes diameter of

noirs de carbone ont été définies.  Carbon blacks have been defined.

Le brevet US N 3 615 211 à Lewis, ci-après "Lewis", se rapporte à un procédé pour améliorer l'uniformité des noirs de carbone produits par un réacteur et pour étendre  U.S. Patent No. 3,615,211 to Lewis, hereinafter "Lewis", relates to a process for improving the uniformity of carbon blacks produced by a reactor and for expanding

la durée de vie d'un réacteur. Pour améliorer l'unifor-  the life of a reactor. To improve the uniformity

mité et étendre la durée de vie du réacteur, Lewis suggère l'utilisation d'un certain nombre de tuyères placées dans toute la zone de réaction, pour maintenir une température sensiblement constante dans cette zone. Une certaine quantité du fluide de trempe est injectée à la tuyère qui est placée le plus loin en amont dans le réacteur avec une plus grande quantité de fluide de trempe injectée à chaque tuyère subséquente en aval. La tuyère placée le plus loin en aval arrête la pyrolyse. En maintenant une température constante dans la zone de réaction, l'appareil de Lewis favorise l'uniformité des noirs de carbone produits par l'appareil. Cependant, les diverses tuyères ne contrôlent pas la morphologie des noirs de carbone produits par l'appareil. Il est cependant généralement souhaitable de pouvoir contrôler la morphologie des noirs de carbone de manière à pouvoir produire des noirs de carbone bien adaptés à un usage final particulier. Il est également souhaitable d'augmenter la taille des agrégats et la structure des noirs de carbone pour une aire superficielle donnée, car une taille des agrégats et une structure accrues, représentées par DPB plus important, une teinte plus faible et un plus grand diamètre de Stokes rendent  In order to maintain a substantially constant temperature in this area, Lewis suggests the use of a number of tuyeres placed throughout the reaction zone. A certain amount of the quenching fluid is injected into the nozzle which is placed furthest upstream in the reactor with a larger amount of quenching fluid injected at each subsequent downstream nozzle. The nozzle placed furthest downstream stops the pyrolysis. By maintaining a constant temperature in the reaction zone, the Lewis apparatus promotes the uniformity of the carbon blacks produced by the apparatus. However, the various nozzles do not control the morphology of the carbon blacks produced by the apparatus. However, it is generally desirable to be able to control the morphology of carbon blacks so as to produce carbon blacks well suited for a particular end use. It is also desirable to increase the size of aggregates and carbon black structure for a given surface area, because increased aggregate size and structure, represented by larger BOP, lower hue, and larger diameter. Stokes make

les noirs de carbone mieux adaptés à certains usages finals.  carbon blacks better suited to certain end uses.

En conséquence, la présente invention a pour objet-  Accordingly, the subject of the present invention is

de procurer un procédé pour-contrôler la taille des  to provide a method for controlling the size of

agrégats et la structure des noirs de carbone.  aggregates and the structure of carbon blacks.

La présente invention a pour objet supplémentaire de produire des noirs de carbone ayant de plus grandes tailles d'agrégat et une plus grande structure pour une  It is an additional object of this invention to produce carbon blacks having larger aggregate sizes and a larger structure for

aire superficielle donnée.surface area given.

Un procédé a été découvert qui permet d'atteindre ces objectifs souhaitables. On a découvert que l'on pouvait contrôler la -morphologie des noirs de carbone produits dans un procédé de noir de carbone au four, en diminuant la température de l'effluent sans arrêter la pyrolyse, de préférence d'environ 444 C, en un temps spécifié de résidence pouvant atteindre 0,002 seconde en aval du point  A method has been discovered that achieves these desirable goals. It has been discovered that the morphology of the carbon blacks produced in a furnace carbon black process can be controlled by lowering the temperature of the effluent without stopping the pyrolysis, preferably about 444 ° C, in one step. specified residence time of up to 0.002 seconds downstream of the point

le plus en aval de l'injection de la charge d'alimentation.  the most downstream of the injection of the feedstock.

La diminution de la température peut être accomplie en localisant une première tuyère à ou dans la limite d'environ 1,22 mètres en aval du point le plus en aval de l'injection de la charge d'alimentation et de l'injection du fluide de trempe. Selon la présente invention, la production de noirs de carbone peut être contrôlée pour produire des noirs de carbone ayant des propriétés morphologiques spécifiques comme une plus grande taille d'agrégat et une structure accrue comme cela est montré par une plus forte valeur de DBP, une plus faible teinte, un diamètre accru de Stokes pour une aire superficielle donnée (CTAB). On a de plus découvert que ces propriétés morphologiques des noirs de carbone pouvaient être encore contrôlées en changeant la quantité dont la température de l'effluent est diminuée et/ou en changeant le temps de résidence à partir du moment de l'injection la plus en aval de la charge d'alimentation  The decrease in temperature can be accomplished by locating a first nozzle at or within about 1.22 meters downstream of the most downstream point of feedstock injection and fluid injection. quenching. According to the present invention, the production of carbon blacks can be controlled to produce carbon blacks having specific morphological properties such as greater aggregate size and increased structure as shown by a higher DBP lower hue, increased Stokes diameter for a given surface area (CTAB). It has been further discovered that these morphological properties of carbon blacks can be further controlled by changing the amount by which the effluent temperature is decreased and / or by changing the residence time from the time of the most injected injection. downstream of the feedstock

jusqu'à la diminution de la température de l'effluent.  until the temperature of the effluent is reduced.

En plus de détail, la présente invention'se rapporte à un procédé pour contrôler la taille des agrégats et la structure des noirs de carbone produits par un réacteur de noir de carbone au four en diminuant la température de, sans arrêter la pyrolyse dans l'effluent  In more detail, the present invention relates to a method for controlling the size of aggregates and the structure of carbon blacks produced by a furnace carbon black reactor by decreasing the temperature of, without stopping pyrolysis in the furnace. effluent

(le mélange des gaz de combustion et de la charge d'alimen-  (the mixture of combustion gases and feedstock

tation o se produit la pyrolyse) à un temps de résidence compris entre environ 0,0 seconde et environ 0,002 seconde, de préférence entre environ 0,0 et environ 0,0015 seconde, en aval du point le plus en aval de l'injection de la charge d'alimentation. La température de l'effluent est diminuée, pendant le temps ci-dessus spécifié de résidence, de préférence d'environ 444 C et mieux entre environ 28 C et environ 444 C. La température de l'effluent peut être diminuée par une tuyère, de préférence une tuyère injectant le fluide de trempe dans l'effluent, qui se trouve en un point dans le réacteur de façon que l'effluent  wherein the pyrolysis occurs at a residence time of from about 0.0 second to about 0.002 seconds, preferably from about 0.0 to about 0.0015 seconds, downstream of the most downstream point of the injection. of the feedstock. The temperature of the effluent is decreased during the above-specified residence time, preferably about 444 ° C. and more preferably between about 28 ° C. and about 444 ° C. The effluent temperature can be reduced by a nozzle, preferably a nozzle injecting the quenching fluid into the effluent, which is at a point in the reactor so that the effluent

soit trempé entre environ 0,0 et 0,002 seconde, de préfé-  soaked between about 0.0 and 0.002 seconds, preferably

rence entre environ 0,0 et environ 0,0015 seconde, en aval du point le plus en aval de l'injection de la charge d'alimentation. Typiquement, afin que l'effluent soit trempé dans le temps spécifié de résidence, la tuyère sera placée à ou dans les limites d'environ 1,22 mètres du  from about 0.0 to about 0.0015 seconds, downstream of the most downstream point of feedstock injection. Typically, so that the effluent is soaked in the specified residence time, the nozzle will be placed at or within about 1.22 meters of the

point le plus en aval de l'injection de la charge d'alimen-  the most downstream point of the injection of the feedstock

tation. La tuyère abaisse la température de l'effluent, de préférence d'environ 444 C et mieux entre environ 28 C et environ 444 C mais n'arrête pas la pyrolyse. Selon la présente invention, la quantité dont la température de l'effluent est diminuée et le temps de résidence auquel se produit la diminution de la température de l'effluent peuvent être changés indépendamment ou simultanément pour contrôler la taille des agrégats et la structure des noirs de carbone qui sont produits par le réacteur. Dans un réacteur utilisant une tuyère, injectant un fluide de trempe, pour diminuer la température de l'effluent dans les temps spécifiés de résidence, cette variation de la quantité dont la température de l'effluent a été abaissée et du temps de résidence auquel la diminution de la température de l'effluent se produit peut être accomplie en changeant la quantité de fluide de trempe injecté par la tuyère et en changeant l'emplacement de la tuyère respectivement. Après avoir formé les noirs de carbone  tation. The tuyere lowers the temperature of the effluent, preferably about 444 ° C and more preferably between about 28 ° C and about 444 ° C, but does not stop the pyrolysis. According to the present invention, the amount by which the effluent temperature is decreased and the residence time at which the effluent temperature decrease can be changed independently or simultaneously to control the size of the aggregates and the structure of the blacks. of carbon that are produced by the reactor. In a reactor using a nozzle, injecting a quenching fluid, to reduce the temperature of the effluent within the specified residence times, this variation in the amount of which the effluent temperature has been lowered and the residence time at which the Decrease of the temperature of the effluent occurs can be accomplished by changing the amount of quenching fluid injected through the nozzle and changing the location of the nozzle respectively. After forming carbon blacks

ayant les propriétés souhaitées, la pyrolyse est arrêtée.  having the desired properties, the pyrolysis is stopped.

La présente invention permet la production d'un noir de carbone ayant une plus grande taille d'agrégat et une plus grande structure pour une aire superficielle donnée que les noirs de carbone produits par un procédé similaire o la température de l'effluent n'est pas  The present invention enables the production of a carbon black having a larger aggregate size and a larger structure for a given surface area than the carbon blacks produced by a similar process where the effluent temperature is not not

abaissée pendant le temps spécifié de résidence.  lowered during the specified time of residence.

Le procédé de la présente invention présente un avantage par le fait que la taille des agrégats et la  The method of the present invention has an advantage in that the size of the aggregates and the

structure des noirs de carbone peuvent être contrôlées.  structure of carbon blacks can be controlled.

Le procédé de la présente invention présente un autre avantage par le fait que l'on peut produire des noirs de carbone ayant une plus grande taille des agrégats et une plus grande structure, comme cela est montré par des valeurs supérieures de DBP, des teintes plus faibles et des diamètres plus accrus de Stokes, pour une aire  Another advantage of the method of the present invention is that carbon blacks having a larger aggregate size and a larger structure can be produced, as shown by higher DBP values, hues more weaker and larger diameters of Stokes, for an area

superficielle donnée, comme cela est montré par CTAB.  superficial given, as shown by CTAB.

L'invention sera mieux comprise, et d'autres buts, caractéristiques, détails et avantages de celle-ci  The invention will be better understood, and other purposes, features, details and advantages thereof

apparaîtront plus clairement au cours de la description  will become clearer during the description

explicative qui va suivre faite en référence au dessin schématique annexé donné uniquement à titre d'exemple illustrant un mode de réalisation de l'invention et dans lequel: - la figure unique est une vue en coupe transversale montrant un mode de réalisation de la présente invention  explanatory text which will follow with reference to the accompanying schematic drawing given by way of example only, illustrating an embodiment of the invention and wherein: - the single figure is a cross-sectional view showing an embodiment of the present invention

dans un réacteur de noir de carbone, indiquant l'emplace-  in a carbon black reactor, indicating the location

ment d'une première et d'une seconde tuyère.  first and second nozzle.

La figure montre un mode de réalisation possible de la présente invention. Bien que seule une portion d'un type d'un réacteur de noir de carbone spit représentée à la figure, comme on l'a précédemment expliqué, la présente invention peut être utilisée dans tout réacteur à four à noir de carbone o le noir de carbone est produit par pyrolyse et/ou combustion incomplète d'hydrocarbures. Par  The figure shows a possible embodiment of the present invention. Although only a portion of one type of a spit carbon black reactor shown in the figure, as previously explained, the present invention can be used in any carbon black furnace reactor where Carbon is produced by pyrolysis and / or incomplete combustion of hydrocarbons. By

ailleurs, bien que la description qui suit explique un  elsewhere, although the following description explains a

mode de réalisation de la présente invention utilisant une tuyère, injectant un fluide de trempe, pour diminuer la température de l'effluent, comme ceux qui sont d'une compétence ordinaire le comprendront, la présente invention concerne tout procédé pour diminuer la température de l'effluent, de préférence de quantités spécifiées, pendant  embodiment of the present invention using a nozzle, injecting a quenching fluid, to reduce the temperature of the effluent, as those of ordinary skill will appreciate, the present invention relates to any method for reducing the temperature of the effluent. effluent, preferably of specified quantities, during

des temps spécifiés de résidence à partir du point d'injec-  specified residence times from the injection point

tion de la charge d'alimentation le plus proche de la zone  tion of the feedstock closest to the area

de réaction. De même, bien que la description qui suit  of reaction. Similarly, although the description that follows

se rapporte à l'utilisation d'une seconde tuyère pour arrêter la pyrolyse, comme ceux qui sont compétents en la matière le comprendront, elle concerne tout procédé pour  relates to the use of a second nozzle to stop pyrolysis, as those skilled in the art will understand it, it relates to any process for

arrêter la pyrolyse.stop the pyrolysis.

Sur la figure, une portion d'un réacteur 10 de noir de carbone,ayant par exemple une zone réactionnelle 12 et une zone d'un diamètre restreint 20, est équipée d'une première tuyère 40, qui se trouve au point 60 et d'une seconde tuyère 42 qui est placée au point 62 pour injecter un fluide de trempe 50. Le fluide de trempe 50 peut être identique ou différent pour chaque tuyère. La direction de l'écoulement du courant de gaz chauds de combustion à travers le réacteur 10 et les zones 12 et 20 est montrée par la flèche. Le fluide de trempe 50 peut être injecté par la première tuyère 40 et la seconde tuyère 42 à contre-courant ou de préférence dans le même sens, par rapport à la direction du courant de gaz de combustion. Le point 14 est le point le plus en aval de l'injection de la charge d'alimentation 30. Comme ceux d'une compétence ordinaire le comprendront, le point 14 qui est le point le plus en aval pour l'injection de la charge d'alimentation peut être changé. La distance du point 14 au point de la première tuyère 60 est représentée par L-1 et la distance du point le plus en aval de l'injection de la charge d'alimentation, le point 14, au  In the figure, a portion of a carbon black reactor 10 having, for example, a reaction zone 12 and a zone of restricted diameter 20, is equipped with a first nozzle 40, which is located in point 60 and in FIG. a second nozzle 42 which is placed at point 62 to inject a quenching fluid 50. The quenching fluid 50 may be the same or different for each nozzle. The flow direction of the hot combustion gas stream through the reactor 10 and the zones 12 and 20 is shown by the arrow. The quenching fluid 50 may be injected by the first nozzle 40 and the second nozzle 42 countercurrently or preferably in the same direction, with respect to the direction of the flue gas stream. Point 14 is the most downstream point of feedstock injection 30. As will be understood by ordinary skill, point 14 is the most downstream point for the injection of the load. power supply can be changed. The distance from point 14 to the point of the first nozzle 60 is represented by L-1 and the distance from the point furthest downstream of the injection of the feedstock, point 14, to

point de la seconde tuyère 62,est représentée par L-2.  point of the second nozzle 62, is represented by L-2.

Selon le mode de réalisation représenté de la présente invention, la première tuyère 60 est placée pour diminuer la température de l'effluent (le mélange de gaz de combustion et de la charge d'alimentation o se produit  According to the illustrated embodiment of the present invention, the first nozzle 60 is placed to decrease the temperature of the effluent (the mixture of flue gas and feedstock o occurs

la pyrolyse) pas plus tard que 0,002 seconde,et de préfé-  pyrolysis) no later than 0.002 seconds, and preferably

rence entre 0,0 et 0,0015 seconde, de temps de résidence à partir du point le plus en aval de l'injection de la charge d'alimentation. Typiquement, afin que l'effluent soit trempé dans le temps spécifié de résidence, la première tuyère sera placée à ou dans les limites d'environ 1,22 mètres du point le plus en aval de l'injection de la charge d'alimentation. Par conséquent, L-1 sera comprise entre 0,0 et environ 1, 22 mètres. Le fluide de trempe est injecté par la première tuyère 40 afin de diminuer la température de l'effluent de préférence d'une quantité pouvant atteindre 444 C et mieux d'une quantité comprise entre environ 28 C et environ 444 C à condition,cependant,que le fluide de trempe injecté par la première tuyère 40  from 0.0 to 0.0015 seconds, residence time from the point furthest downstream of feedstock injection. Typically, so that the effluent is quenched within the specified residence time, the first nozzle will be placed at or within about 1.22 meters of the most downstream point of feedstock injection. Therefore, L-1 will be between 0.0 and about 1.2 meters. The quenching fluid is injected through the first nozzle 40 in order to reduce the temperature of the effluent preferably by an amount of up to 444 ° C. and more preferably from about 28 ° C. to about 44 ° C. provided, however, that the quenching fluid injected by the first nozzle 40

n'arrête pas la pyrolyse.does not stop the pyrolysis.

De plus, selon la présente invention, le temps de résidence du point le plus en aval d'injection de la charge d'alimentation jusqu'à ce que la température de l'effluent  In addition, according to the present invention, the residence time of the most downstream injection point of the feedstock until the temperature of the effluent

(le mélange de gaz de combustion et de la charge d'alimen-  (the mixture of combustion gases and the feedstock

tation o se produit la pyrolyse) soit initialement abaissée et la quantité dont la température de l'effluent est abaissée peuvent être changés indépendamment ou simultanément pour contrôler la taille des agrégats et la structuré des noirs de carbone produits par le réacteur. Dans le mode de réalisation de la présente invention montré sur la figure, un changement de L-1 changera le temps de résidence à partir.du moment de l'injection la plus en aval de la charge d'alimentation jusqu'au moment auquel la température de l'effluent est abaissée. En changeant la quantité du fluide de trempe injecté, la quantité dont la température de l'effluent  where the pyrolysis occurs) is initially lowered and the amount at which the effluent temperature is lowered can be changed independently or simultaneously to control the size of the aggregates and the structure of the carbon blacks produced by the reactor. In the embodiment of the present invention shown in the figure, a change in L-1 will change the residence time from the moment of injection most downstream of the feedstock to the moment when the effluent temperature is lowered. By changing the quantity of quenching fluid injected, the quantity of which the temperature of the effluent

est abaissée peut être changée.is lowered can be changed.

Comme on l'a expliqué dans le paragraphe qui précède, dans le mode de réalisation de la présente invention qui est montré sur la figure, selon la taille des agrégats et la structure souhaitées,L-1 est typiquement  As explained in the foregoing paragraph, in the embodiment of the present invention which is shown in the figure, depending on the size of the aggregates and the desired structure, L-1 is typically

comprise entre environ 0,0 mètre et environ 1,22 mètres.  from about 0.0 to about 1.22 meters.

Le fluide de trempe 50 diminue la température de l'effluent, de préférence d'une quantité pouvant atteindre environ 444 C et mieux d'une quantité comprise entre environ 28 et 444 C à condition,cependant,que la pyrolyse ne soit pas arrêtée à la première tuyère 40 par le fluide de  The quenching fluid 50 decreases the temperature of the effluent, preferably in an amount of up to about 444 C and more preferably in an amount between about 28 and 444 C provided, however, that the pyrolysis is not stopped at the first nozzle 40 by the fluid of

trempe ou de refroidissement rapide 50.  quenching or rapid cooling 50.

Après avoir produit des noirs de carbone ayant les propriétés souhaitées, la pyrolyse est arrêtée au point 62 par la tuyère 42. Le point 62 est un point auquel les noirs de carbone ayant les propriétés souhaitées ont été produits par le réacteur. Comme on l'a précédemment expliqué, le point 62 peut être déterminé de toute manière connue, pour sélectionner la position d'une tuyère qui arrête la pyrolyse. Une méthode pour déterminer la position de la tuyère qui arrête la pyrolyse consiste à déterminer le point auquel un niveau acceptable d'extrait dans le toluène pour les noirs de carbone produits souhaités de la réaction est obtenu. Le niveau d'extrait dans le toluène peut être mesuré en utilisant le test ASTM D1618-83  After producing carbon blacks having the desired properties, the pyrolysis is stopped at point 62 by nozzle 42. Point 62 is a point at which the carbon blacks having the desired properties were produced by the reactor. As previously explained, point 62 can be determined in any known manner to select the position of a nozzle that stops pyrolysis. One method of determining the position of the nozzle which stops pyrolysis is to determine the point at which an acceptable level of toluene extract for the desired carbon blacks of the reaction is obtained. The level of toluene extract can be measured using the ASTM D1618-83 test

"Carbon Black Extractables - Toluene Discoloration ".  "Carbon Black Extractables - Toluene Discoloration".

L-2 variera selon la position du point 62.  L-2 will vary according to the position of point 62.

L'efficacité et les avantages de la présente  The effectiveness and benefits of this

invention seront mieux illustrés par l'exemple suivant.  invention will be better illustrated by the following example.

EXEMPLEEXAMPLE

Pour démontrer l'efficacité de la présente invention, des expériences ont été entreprises dans un procédé de production de noirs de carbone utilisant deux tuyères et en changeant le temps de résidence à partir du moment de l'injection la' plus en aval de la charge d'alimentation jusqu'au moment o la température de  To demonstrate the effectiveness of the present invention, experiments were conducted in a carbon black production process using two nozzles and changing the residence time from the moment of the injection to the most downstream of the charge. supply until the temperature of the

l'effluent a été diminuée et la quantité dont la tempéra-  the effluent has been reduced and the quantity of which the temperature

ture de l'effluent a été diminuée. Le temps de résidence a été changé en changeant L-1. Les variables du procédé et les résultats des deux ensembles des noirs de carbone  ture of the effluent has been reduced. The residence time was changed by changing L-1. Process variables and results of two sets of carbon blacks

dans les expériences sont résumés au tableau donné ci-  in the experiments are summarized in the table given below.

dessous, l'ensemble 1 comprenant les essais 1, 2 et 3  below, the set 1 comprising the tests 1, 2 and 3

et l'ensemble 2 comprenant les essais 4, 5 et 6.  and set 2 comprising tests 4, 5 and 6.

TABLEAUBOARD

Tempéra- Tempéra- Tempéra- Déco-  Tempera- Tempera- Tempera- Deco-

Temps de ture ture ture lora-Ture ture ture lora-

En- résidence avant lè tuyè- après 2è tuyè- après tion Dst DBP  In-residence before the tuyè- after 2nd tuyè- after tion Dst DBP

Essai semble (s) lè tuyère re lè tuyère re 2è tuyère Tein- dans le st duve-  The test seems to be the second nozzle of the Tein nozzle in the second stage.

oc m C m C CTAB te tolueneCDBP nm teux  o m C m C CTAB te tolueneCDBP nm teux

1 ---- 1437 ---- 1437 1,46 732 109,2 120,5 68 109,5 98,8 86  1 ---- 1437 ---- 1437 1.46 732 109.2 120.5 68 109.5 98.8 86

2 I 0,0007 1437 0,49 1216 5,9 732 100,7 110,6 45 110,0 109,6 205  2 I 0.0007 1437 0.49 1216 5.9 732 100.7 110.6 45 110.0 109.6 205

3 0,0005 1437 0,305 1216 6,96 732 94,3 102,2 73 113,4 126,9 232  3 0,0005 1437 0.305 1216 6.96 732 94.3 102.2 73 113.4 126.9 232

4 ---- 1410 ---- 1410 5,2 732 91,6 114,6 77 95,2 94,1 148  4 ---- 1410 ---- 1410 5.2 732 91.6 114.6 77 95.2 94.1 148

II 0,0004 1410 0,305 1243 11,8 732 93,4 106,1 78 106,4 101,5 213  II 0.0004 1410 0.305 1243 11.8 732 93.4 106.1 78 106.4 101.5 213

6 0,0004 1410 0,305 1188 12,5 732 91,4 105,0 41 107,1 103,3 220  6 0,0004 1410 0.305 1188 12.5 732 91.4 105.0 41 107.1 103.3 220

rL u-n U',rL u-n U ',

Notes TABLEAUNotes TABLE

Ensemble I: Préchauffage: 482 C; Gaz: 203 Nm/h; Air: 2265 m3/h; Air/Gaz: 11,11; Combustion primaire: 4 3 123%; Volume zone de combustion: 2,4.10 Q4cm3; Diamètre zone d'injection: 10,6 cm; Longueur  Set I: Preheating: 482 C; Gas: 203 Nm / h; Air: 2265 m3 / h; Air / Gas: 11.11; Primary combustion: 4 3 123%; Volume combustion zone: 2.4.10 Q4cm3; Diameter injection area: 10.6 cm; Length

zone d'injection: 30 cm; Vitesse gaz de combus-  injection area: 30 cm; Speed of fuel gas

tion dans la zone d'injection: 610 m/s; Huile: g/h; Pression d'injection d'huile: 16 bars; Nombre d'embouts d'huile: 4; Diamètre embout d'huile: 1, 06 mm; Diamètre zone réactionnelle:  in the injection zone: 610 m / s; Oil: g / h; Oil injection pressure: 16 bar; Number of oil tips: 4; Oil nozzle diameter: 1.06 mm; Diameter reaction zone:

34 cm.34 cm.

La charge liquide d'alimentation (huile) avait la composition suivante: Rapport H/C: 91; Hydrogène: 6,89% en poids, 7,00% en poids; Carbone: 91, 1% en poids, 90,8% en poids; Soufre: 1,1% en poids; Densité API: ,6/15,6 C(15,5 C)= 5,0; BMCI (VISC-grav.)=141 Ensemble II: Préchauffage: 593 C; Gaz: 212 m3/h; Air: 2265 m3/h; Air/Gaz: 10,6; Combustion primaire: 118%; Volume zone de combustion: 2,4.104cm3; Diamètre zone d'injection: 10,6 cm; Longueur zone d'injection.: 30 cm; Vitesse gaz de combustion dans la zone d'injection: 700 m/s;  The feed liquid feed (oil) had the following composition: H / C ratio: 91; Hydrogen: 6.89% by weight, 7.00% by weight; Carbon: 91, 1% by weight, 90.8% by weight; Sulfur: 1.1% by weight; API Density:, 6 / 15.6 ° C (15.5 ° C) = 5.0; BMCI (VISC-grav.) = 141 Set II: Preheating: 593 C; Gas: 212 m3 / h; Air: 2265 m3 / h; Air / Gas: 10.6; Primary combustion: 118%; Volume combustion zone: 2.4.104cm3; Diameter injection area: 10.6 cm; Length injection area: 30 cm; Speed of combustion gas in the injection zone: 700 m / s;

Huile: 136 g/h; Pression d'injection d'huile:-  Oil: 136 g / h; Oil injection pressure: -

18,6 bars; Nombre d'embouts d'huile: 4; Diamètre embout d'huile: 1,06 mm; Diamètre zone réactionnelle: 15,2 cm La charge liquide d'alimentation (huile) avait la composition suivante: Rapport H/C: 1,06; Hydrogène: 7, 99% en poids, 7,99% en poids; Carbone: 89,7% en poids, 89,5% en poids; Soufre: 0,5% en poids; Densité API: ,6/15,6 C(15,5 C)= 0,5;. BMCI (VISCgrav.)=123 Dans les deux ensembles I et II, le combustible liquide utilisé,dans la réaction de combustion était du gaz naturel ayant une teneur en méthane de 95,44% et un pouvoir calorifique à l'état humide de 8232 kcal/m Comme ceux qui sont compétents en la matière le comprendront généralement, les variables du procédé données au Tableau représentent la variable en un point dans le réacteur et elles sont déterminées à la manière généralement connue. Chaque groupe d'essais de noir de carbone a été fait dans un réacteur de noir de carbone similaire au réacteur révélé à l'Exemple 1 du  18.6 bars; Number of oil tips: 4; Oil nozzle diameter: 1.06 mm; Reaction Zone Diameter: 15.2 cm The feed liquid (oil) feed had the following composition: H / C ratio: 1.06; Hydrogen: 7.99% by weight, 7.99% by weight; Carbon: 89.7% by weight, 89.5% by weight; Sulfur: 0.5% by weight; API Density:, 6 / 15.6 C (15.5 C) = 0.5; BMCI (VISCgrav.) = 123 In both sets I and II, the liquid fuel used in the combustion reaction was natural gas with a methane content of 95.44% and a calorific value of 8232 kcal / m As will be generally understood by those skilled in the art, the process variables given in the Table represent the variable at a point in the reactor and are determined in the generally known manner. Each group of carbon black tests was made in a carbon black reactor similar to the reactor disclosed in Example 1 of

brevet US NI 3 922 335 aux exceptions notées au Tableau.  U.S. Patent No. 3,922,335 to the exceptions noted in the Table.

Au Tableau, la première tuyère indique L-1, la distance entre le point le plus en aval de l'injection de la charge d'alimentation et la première tuyère. La  In the Table, the first nozzle indicates L-1, the distance between the most downstream point of the injection of the feedstock and the first nozzle. The

température avant la première tuyère indique la tempéra-  temperature before the first nozzle indicates the temperature

ture de l'effluent avant la première tuyère et la tempéra-  ture of the effluent before the first nozzle and the temperature

ture après la première tuyère et la température après la seconde tuyère se réfèrent à la température de l'effluent après la première tuyère et à la température du mélange de la charge d'alimentation et des gaz de combustion après la seconde tuyère,respectivement. Toutes les températures se rapportant à la trempe sont calculées par des techniques thermodynamiques conventionnelles et bien connues. Le temps de résidence, dans le Tableau, indique la quantité de temps après le point le plus en aval de l'injection de la charge d'alimentation, qui s'est écoulé avant que  after the first nozzle and the temperature after the second nozzle refer to the temperature of the effluent after the first nozzle and the mixing temperature of the feedstock and the combustion gases after the second nozzle, respectively. All quenching temperatures are calculated by conventional and well known thermodynamic techniques. The residence time, in the Table, indicates the amount of time after the most downstream point of feedstock injection, which elapsed before

la température de l'effluent ne soit initialement abaissée.  the temperature of the effluent is initially lowered.

La seconde tuyère indique L-2 que l'on détermine empirique-  The second nozzle indicates L-2 that is determined empirically.

ment en utilisant le niveau d'extrait dans le toluène.  using the extract level in toluene.

Après chaque essai, les noirs de carbone produits ont été recueillis et analysés pour déterminer CTAB, la teinte, Dst(diamètre moyen de Stokes),CDBP, DBP duveteux et la décoloration au toluène. Les résultats pour chaque essai  After each run, the carbon blacks produced were collected and analyzed for CTAB, hue, Dst (Stokes mean diameter), CDBP, fluffy DBP, and toluene bleaching. Results for each test

sont montrés au Tableau.are shown in the table.

On a déterminé CTAB selon le processus de test ASTM D 3765-85. La teinte a été déterminée selon le processus de test ASTM D3265-85a. DBP des noirs de carbone duveteux a été déterminé selon le processus donné dans la norme ASTM D2414-86. On a déterminé CDBP selon le processus donné dans la norme ASTM D 3493-86. La décoloration au toluène a été déterminée selon le  CTAB was determined according to the ASTM D 3765-85 test process. The hue was determined according to the ASTM D3265-85a test process. DBP of the fluffy carbon blacks was determined according to the process given in ASTM D2414-86. CDBP was determined according to the process given in ASTM D 3493-86. The toluene discoloration was determined according to

processus de test ASTM N D1618-83.ASTM N D1618-83 test process.

Ds5t(diamètre moyen de Stokes) a été déterminé par photosédimentométrie centrifuge à disque selon la  Ds5t (Stokes mean diameter) was determined by centrifugal disk photosedimentometry according to the

description qui suit. Le processus suivant est une modifi-  description which follows. The following process is a modification

cation du processus décrit dans le Manuel d'Instruction de la Centrifugeuse à disque Joyce-Loebl, Référence DCF4.008, publié le ler Février 1985, disponible à la Joyce-Loebl Company, (Marquisway, Team Valley, Gateshead, Tyne & Wear, Grande-Bretagne), dont les enseignements sont incorporés-: titre de référence. Le processus est comme suit. On pèse,dans un récipient de pesée,10 mg d'un échantillon de noir de carbone puis on l'ajoute à 50 cc d'une solution de 10% d'éthanol absolu, 90% d'eau distillée que l'on rend à 0,05% dans l'agent tensio-actif NONIDET P-  citation of the process described in the Joyce-Loebl Disc Centrifuge Instruction Manual, Reference DCF4.008, published February 1, 1985, available from the Joyce-Loebl Company, Marquisway, Team Valley, Gateshead, Tyne & Wear, Great Britain), whose teachings are incorporated-: title of reference. The process is as follows. 10 mg of a sample of carbon black are weighed into a weighing vessel and then added to 50 cc of a solution of 10% absolute ethanol, 90% distilled water which is made 0.05% in the surfactant NONIDET P-

(NONIDET P-40 est une marque déposée pour un agent tensio-  (NONIDET P-40 is a registered trademark for a surfactant

actif fabriqué et vendu par Shell Chemical Co.). La suspension est dispersée par une énergie ultrasonique pendant 15 minutes en utilisant l'appareil Modèle W 385 fabriqué et vendu par Heat System Ultrasonics Inc. , - Farmingdale, New York. Avant l'essai à la centrifugeuse à disque, les données suivantes sont introduites dans l'ordinateur qui enregistre les données de la centrifugeuse à disque: 1. La densité du noir de carbone, prise comme étant de 1,86 g/cc; 2. Le volume de la solution du noir de carbone dispersé dans une solution d'eau et d'éthanol, qui,dans ce cas, est de 0,5 cc; 3. Le volume du fluide centrifugé qui,dans ce cas, est de 10 cc d'eau; 4. La viscosité du fluide centrifugé qui,dans ce cas,est prise comme étant de 0,933 centipoise à 23 C; 5. La densité du fluide centrifugé qui,dans ce cas, est de 0,9975 g/cc à 23 C; 6. La vitesse du disque qui,dans ce cas,est de 8.000 t/mn; 7.L'intervalle d'échantillonnage de données qui,  active manufactured and sold by Shell Chemical Co.). The suspension is dispersed by ultrasonic energy for 15 minutes using the Model W 385 apparatus manufactured and sold by Heat System Ultrasonics Inc., - Farmingdale, New York. Prior to the disc centrifuge test, the following data are entered into the computer that records the disc centrifuge data: 1. The density of the carbon black, taken as 1.86 g / cc; 2. The volume of the solution of carbon black dispersed in a solution of water and ethanol, which in this case is 0.5 cc; 3. The volume of the centrifuged fluid which in this case is 10 cc of water; 4. The viscosity of the centrifuged fluid, which in this case is taken to be 0.933 centipoise at 23 C; 5. The density of the centrifuged fluid which in this case is 0.9975 g / cc at 23 C; 6. The speed of the disk, which in this case is 8,000 rpm; 7.The sampling interval of data which,

dans ce cas,est de 1 seconde.in this case, is 1 second.

La centrifugeuse à disque fonctionne à 8.000 t/mn tandis que le stroboscope fonctionne. On injecte 10 cc d'eau distillée dans le disque en tant que fluide centrifugé. Le niveau de turbidité est établi à O; et on injecte comme liquide tampon i cc de la solution de % d'éthanol absolu et 90% d'eau distillée. Les boutons de coupe et d'accélération de la centrifugeuse à disque sont alors manoeuvrés pour produire un gradient régulier de concentration entre le fluide centrifugé et le liquide tampon et le gradient est surveillé visuellement. Quand le gradient devient régulier et qu'il n'y a pas de limite distinctive entre les deux fluides, on injecte 0,5 cc du noir de carbone dispersé dans la solution aqueuse d'éthanol dans le disque qui tourne et on commence immédiatement la collection des données. S'il se produit un courant, l'essai est arrêté. Le disque tourne pendant 20 minutes - à la suite de l'injection du noir de carbone dispersé dans la solution-aqueuse d'éthanol. A la suite des 20 minutes de centrifugation, le disque est arrêté, la température du fluide centrifugé est mesurée et la moyenne de la température du fluide centrifugé mesurée au début de l'essai et de la température du fluide centrifugé mesurée à la fin de l'essai est introduite dans l'ordinateur qui enregistre les données de la centrifugeuse à disque. Les données sont analysées selon l'équation standard de Stokes et sont présentées en utilisant les définitions suivantes: Agrégat de noir de carbone: entité colloïdale rigide distincte qui est la plus petite unité dispersible; elle se compose largement de particules fusionnées; Diamètre de Stokes: le diamètre d'une sphère qui  The disc centrifuge operates at 8,000 rpm while the strobe works. 10 cc of distilled water is injected into the disc as a centrifuged fluid. The turbidity level is set to O; and i cc of the solution of% absolute ethanol and 90% distilled water is injected as a buffer liquid. The cutting and accelerating knobs of the disk centrifuge are then manipulated to produce a regular concentration gradient between the centrifuged fluid and the buffer liquid and the gradient is monitored visually. When the gradient becomes regular and there is no distinctive limit between the two fluids, 0.5 cc of carbon black dispersed in the aqueous ethanol solution is injected into the spinning disc and collection of data. If a current occurs, the test is stopped. The disc rotates for 20 minutes - following the injection of the carbon black dispersed in the aqueous ethanol solution. After 20 minutes of centrifugation, the disc is stopped, the temperature of the centrifuged fluid is measured and the mean of the temperature of the centrifuged fluid measured at the beginning of the test and the temperature of the centrifuged fluid measured at the end of the test. The test is entered into the computer which records the data of the disc centrifuge. The data are analyzed according to the standard Stokes equation and are presented using the following definitions: Carbon Black Aggregate: distinct rigid colloidal entity which is the smallest dispersible unit; it is largely composed of fused particles; Stokes diameter: the diameter of a sphere that

se sédimente dans un milieu visqueux dans un champ -  sediment in a viscous environment in a field -

centrifuge ou de gravitation selon l'équation de Stokes.  centrifugal or gravitation according to the Stokes equation.

Un objet non sphérique, tel qu'un agrégat de noir de carbone,peut également être représenté en termes du diamètre de Stokes s'il est considéré comme se comportant comme une sphère rigide et lisse de la même densité et du même taux de sédimentation que l'objet. Les unités  A non-spherical object, such as a carbon black aggregate, can also be represented in terms of the Stokes diameter if it is considered to behave as a rigid and smooth sphere of the same density and sedimentation rate as the object. The units

habituelles sont exprimées par des diamètres en nm.  are expressed in diameters in nm.

Diamètre moyen de Stokes (Dst): le point de la courbe de distribution de diamètre de Stokes o 50% en  Stokes mean diameter (Dst): the point of the Stokes diameter distribution curve o 50% in

poids d'échantillon est soit plus grand ou plus petit.  sample weight is either bigger or smaller.

Cela représente par conséquent la valeur moyenne de la détermination. Comme le montre le Tableau, la présente invention a permis la production de noirs de carbone ayant des valeurs accrues de CDBP, de DBP duveteux et de Dst et des teintes diminuées en comparaison avec lesnoirsde carbone produitspar les essais de procédé de noir de carbone témoin 1 et 4 utilisant une seule tuyère. Cela indique que les noirs de carbone de la présente invention sont caractérisés par une taille des agrégats et une  This therefore represents the average value of the determination. As shown in the Table, the present invention allowed the production of carbon blacks having increased values of CDBP, fluffy DBP and Dst and decreased hues in comparison with the carbon blacks produced by the control carbon black process tests. and 4 using a single nozzle. This indicates that the carbon blacks of the present invention are characterized by aggregate size and

structure accrues. Par ailleurs, comme cela est montré -  increased structure. By the way, as shown -

par les résultats pour l'Ensemble II, la présente invention a permis la production de noirs de carbone ayant des valeurs accrues de CDBP, de DBP duveteux et de Dst et des teintes diminuées pour une valeur relativement constante de CTAB. Cela indique que la présente invention donne des noirs de carbone ayant une taille accrue et une structure accrue des agrégats pour une valeur donnée  by the results for Ensemble II, the present invention enabled the production of carbon blacks having increased values of CDBP, fluffy DBP and Dst and decreased hues for a relatively constant CTAB value. This indicates that the present invention provides carbon blacks having increased size and aggregate structure for a given value.

de CTAB.from CTAB.

Comme le montrent les résultats pour l'Ensemble I, la présente invention donne des noirs de carbone ayant des valeurs accrues de CDBP, de DBP duveteux et de Dst et des teintes diminuées en comparaison avec les noirs de carbone produits par l'essai du procédé de noir de carbone témoin N0 1 à différents temps de résidence auxquels la température de l'effluent est initialement abaissée de la même quantité. Il est bien entendu que DBP signifie dibutyl phtalate, et CDBP, dibutyl phtalate broyé, donnant  As shown by the results for Set I, the present invention provides carbon blacks having increased values of CDBP, fluffy DBP and Dst and decreased hues in comparison to the carbon blacks produced by the process test. control carbon black N0 1 at different residence times at which the temperature of the effluent is initially lowered by the same amount. It is understood that DBP means dibutyl phthalate, and CDBP, dibutyl phthalate ground, giving

un indice d'absorption.an absorption index.

R E V E N D I CATIONSR E V E N D I CATIONS

1.- Procédé pour contrôler la taille des agrégats et la structure de noirs de carbone,caractérisé en ce qu'il consiste- à faire passer un courant de gaz chauds de combustion à travers un réacteur; injecter une charge d'alimentation dans le courant de gaz chauds de combustion en un ou plusieurs points pour former un effluent et débuter la pyrolyse de la charge d'alimentation dans l'effluent; diminuer la température de l'effluent en un premier point en une période de temps de 0,002 seconde en aval du point le plus en aval de l'injection de la charge d'alimentation, sans arrêter la pyrolyse de la charge  1. A method for controlling the size of the aggregates and the structure of carbon blacks, characterized in that it comprises passing a stream of hot combustion gases through a reactor; injecting a feedstock into the stream of hot combustion gases at one or more points to form an effluent and start pyrolysis of the feedstock in the effluent; lowering the temperature of the effluent to a first point within a time period of 0.002 seconds downstream of the most downstream point of feedstock injection, without stopping the pyrolysis of the feedstock

d'alimentation dans l'effluent.in the effluent.

2.- Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la température de l'effluent est abaissée d'une  2. A process according to claim 1, characterized in that the temperature of the effluent is lowered by one

quantité pouvant atteindre environ 444 C.  amount up to about 444 C.

3.- Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la température de l'effluent est abaissée d'une  3. A process according to claim 1, characterized in that the temperature of the effluent is lowered by one

quantité comprise entre environ 28 et environ 444 C.  amount between about 28 and about 444 C.

4.- Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la température de l'effluent est abaissée en une période de temps comprise entre environ 0,0 et environ  4. A process according to claim 1, characterized in that the temperature of the effluent is lowered in a period of time between about 0.0 and about

0.,0015 secondeà partir du point le plus en aval de l'injec-  0., 0015 seconds from the most downstream point of the injection

tion de la charge d'alimentation.tion of the feedstock.

5.- Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce que la température de l'effluent est abaissée en une période de temps comprise entre environ 0,0 et environ 0,0015 seconde à partir du point le plus en aval de  5. A process according to claim 3, characterized in that the temperature of the effluent is lowered in a period of time between about 0.0 and about 0.0015 seconds from the most downstream point of

l'injection de la charge d'alimentation.  injection of the feedstock.

6.- Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la température de l'effluent est abaissée par  6. A process according to claim 1, characterized in that the temperature of the effluent is lowered by

injection d'un fluide de trempe.injection of a quenching fluid.

7.- Procédé selon la revendication 6, caractérisé en ce que la température de l'effluent est abaissée eh une période de temps comprise entre environ 0,0 et environ 0,0015 seconde à partir du point le plus en aval de l'injection de la charge d'alimentation. 8.- Procédé selon la revendication 6, caractérisé en ce que le fluide de trempe abaisse la température de  7. A process according to claim 6, characterized in that the temperature of the effluent is lowered to a time period of between about 0.0 and about 0.0015 seconds from the most downstream point of the injection. of the feedstock. 8. A process according to claim 6, characterized in that the quenching fluid lowers the temperature of

l'effluent jusqu'à environ 444 C.the effluent up to about 444 C.

9.- Procédé selon la revendication 6, caractérisé en ce que le fluide de trempe abaisse la température de  9. A process according to claim 6, characterized in that the quenching fluid lowers the temperature of

l'effluent entre environ 28 et environ 444 C.  the effluent between about 28 and about 444 C.

10.- Procédé selon la revendication 7, caractérisé en ce que le fluide de trempe abaisse la température de  10. A process according to claim 7, characterized in that the quenching fluid lowers the temperature of

l'effluent entre environ 28 et environ 444 C.  the effluent between about 28 and about 444 C.

11.- Procédé de production de noirs de carbone ayant une taille des agrégats et une structure contrôlées, caractérisé en ce qu'il consiste à: faire passer un courant de gaz chauds de combustion à travers un réacteur; injecter une charge d'alimentation dans le courant de gaz chauds de combustion en un ou plusieurs points pour former un effluent et débuterla pyrolyse de la charge d'alimentation dans l'effluent; abaisser la température de l'effluent en un premier point en une période de temps de 0,002 seconde en aval du point le plus en aval de l'injection de la charge d'alimentation, sans arrêter la pyrolyse de la charge d'alimentation dans l'effluent; abaisser encore la température de l'effluent à un second point, en aval du premier point, pour arrêter la pyrolyse de la charbe d'alimentation dans l'effluent; et  11. A process for producing carbon blacks having a size controlled aggregates and structure, characterized in that it comprises: passing a stream of hot combustion gases through a reactor; injecting a feedstock into the stream of hot combustion gases at one or more points to form an effluent and start pyrolysis of the feedstock in the effluent; lowering the temperature of the effluent to a first point within a period of 0.002 seconds downstream of the most downstream point of feedstock injection, without stopping pyrolysis of the feedstock in the feedstock. 'effluent; further lowering the temperature of the effluent to a second point, downstream of the first point, to stop the pyrolysis of the feedstock in the effluent; and

séparer et recueillir le noir de carbone produit.  separate and collect the carbon black produced.

12.- Procédé selon la revendication 11, caractérisé en ce que la température de l'effluent est abaissée d'une  12. A process according to claim 11, characterized in that the temperature of the effluent is lowered by one

quantité pouvant atteindre environ 444 C.  amount up to about 444 C.

13.- Procédé selon la revendication 11, caractérisé en ce que la température de l'effluent est abaissée d'une  13. A process according to claim 11, characterized in that the temperature of the effluent is lowered by one

quantité comprise entre environ 28 et environ 444 C.  amount between about 28 and about 444 C.

14.- Procédé selon la revendication 11, caractérisé en ce que la température de l'effluent est abaissée en une période de temps comprise entre environ 0,0 et environ 0,0015 seconde à partir du point le plus en aval  14. A process according to claim 11, characterized in that the temperature of the effluent is lowered in a period of time between about 0.0 and about 0.0015 seconds from the most downstream point.

de l'injection de la charge d'alimentation.  injection of the feedstock.

15.- Procédé selon la revendication 13, caractérisé en ce que la température de l'effluent est abaissée en une période de temps comprise entre environ 0,0 et environ 0,0015 seconde à partir du point le plus en aval  15. A process according to claim 13, characterized in that the temperature of the effluent is lowered in a period of time between about 0.0 and about 0.0015 seconds from the most downstream point.

de l'injection de la charge d'alimentation.  injection of the feedstock.

16.- Procédé selon la revendication 11, caractérisé en ce que la température de l'effluent est abaissée par  16. A process according to claim 11, characterized in that the temperature of the effluent is lowered by

injection d'un fluide de trempe.injection of a quenching fluid.

17.- Procédé selon la revendication 16, caractérisé en ce que la température de l'effluent est abaissée en une période de temps comprise entre environ 0,0 et environ 0,0015 seconde à partir du point le plus en aval  17. A process according to claim 16, characterized in that the temperature of the effluent is lowered in a period of time from about 0.0 to about 0.0015 seconds from the most downstream point.

de l'injection de la charge d'alimentation.  injection of the feedstock.

18.- Procédé selon la revendication 16, caractérisé en ce que le fluide de trempe abaisse la température de  18. A process according to claim 16, characterized in that the quenching fluid lowers the temperature of

l'effluent jusqu'à environ 444 C.the effluent up to about 444 C.

19.- Procédé selon I'une quelconque des  19. Process according to any of

revendications 16 ou 17, caractérisé en ce que le fluide  16 or 17, characterized in that the fluid

de trempe'diminue la température de l'effluent entre  quenching decreases the temperature of the effluent between

environ 28 et environ 444 C.about 28 and about 444 C.