JPS61115964A - 金属浴式によるカ−ボンブラツク製造法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は金属浴式によるカーボンブラックの製造法に
関する。

〔従来の技術〕

従来のカーボンブラックの製造方法は不完全燃焼法であ
る７アーネス法、チャンネル法等と、熱分解法であるア
セチレン法、サーマル法等に分類される。

ファーネス法は適量な空気とともに反応炉で原料を連続
的に不完全燃焼して製造する方法であり、原料として天
然ガスを使用するのはガス７アーネス法、粗軽油やエチ
レンボトムを使用するのはオイル７アーネス法と呼ばれ
ている。現在は、この７アーネス法がカーボンボラック
製造の主流を占めている。

チャンネル法はガス状炭化水素を不完全燃焼させ、炎を
チャンネル鋼に衝突させてカーボンブラックを製造する
方法であり、この方法で生成したカーボンブラックは粒
度分布が狭く超微粒子であるため、専ら高級カラー用カ
ーボンブラックとして使用されている。

アセチレン法はアセチレンガスが炭素と水素に分解する
ときに発生する大きな熱量を利用し、外部から熱を加え
ることなしに、アセチレンガスを連続的に分解する方法
であり、アセチレンを１８００℃附近で熱分解すると電
気抵抗が０．２２Ωαと低いカーボンブラックが生成す
るため乾電池棒等に利用されている。

サーマル法は空気あるいは炎の存在なしに天然ガスを蓄
熱炉中で熱分解してカーボンブラックを製造する方法で
ある。

〔発明が解決しようとする問題点〕

ガス７アーネス法の問題点は熱源として原料の天然ガス
を燃焼するため、生成カーボンブラックの収率が低いこ
とである。例えば天然ガスを原料とした場合第１表に示
すようなカーボンブラック収率が報告されている（カー
ボンブラック便覧（カー　Ｒンブ−ｙ”、ｐｐＢ金１１
）１０１頁１９７３）。

第　　１　　表 またオイル７アーネス法ではカーボンブラックの収率は
３０〜６５％であるが、粒子径が小さくなるにしたがっ
て収率が低下し高価格となる。

チャンネル法は優れた品質のカーボンブラックを生成す
るが、ｆｘ１表に示すように、さらに一段と収率が低く
なる。

アセチレン法は高収率であるが、原料が高価なアセチレ
ンガスに制約されているのが難点である。

サーマル法は収率は高いが、生成カーボンブラックの粒
子径が大きく、ＦＴクラス（平均粒子径約１５０ｍ）’
）、ＭＴクラス（平均粒子径約５００ｍ）りである。こ
の方法では生成カーボンブラックの粒子径を小さくする
ために、併産する水素ガスを主体とするガスを希しゃく
剤として原料ガスに約％混合する。試みがされイている
が、それでも粒子径は１５０ｍＰと非常に大きく、この
粒子径が大きいことの欠点を克服する必要がある。

原料の熱分解によるサーマル法、アセチレン法は原料と
して天然ガスやアセチレンガスが使用されているが、油
を利用しているのは、プラズマ帯域での油の熱分解でカ
ーボンブラックが得られるプラズマ法のみである。プラ
ズマ法は微粒カーポンプチックが生成され、歩留も高い
が価格高となり、また８０００℃程度の加熱をうけるた
め生成カーボンブラックの結晶子の厚さくＬｃ　）が６
７〜５３Ａと発達している難点がある。

この発明はかかる問題点を解決したカーボンブラックの
製造方法を得ることを目的とするものである。

〔問題点を解決するための手段〕

この発明のカーボンブラック製造法は１６５０℃〜１２
００℃に保持された金属浴に、飽和高級炭化水素若しく
は不飽和高級炭化水素又はその両者の混合物である原料
油と同時に水素又は水素と一酸。

化炭素の混合ガスを高速で吹き込む方法である。

〔作　用〕

この発明において水素又は水素と一謙化炭素の混合ガス
を原料油と同時に高速で金属油に吹込むのは原料油の不
完全燃焼を行なうと共に、原料油を微粒化することに粒
子径の小さいサーマルブチツクを高収率で得る。

〔実施例〕

第１図、第２図はこの発明の一実施例のフローシートを
示し、第１図はカーボンブラック製造工程のフローシー
ト、第２図は金属浴昇温時の７０−シートである。

まず第２図に示すように金属浴１の入った炉２中に原料
油３と純醗素４を供給し、原料油３を燃焼して金属浴１
を１６００℃〜１８００℃に昇温する。

なお、場合によっては酸素４と同時に石油コークスも吹
込むことも出来るが、石油コークス中には硫黄が含まれ
ているので、ガス精製工程に脱硫工程が必要である。

炉２で発生したガスは熱交換器２１．２２により水２３
を蒸気２４とし、原料油３を予熱して顕熱回収されたの
ち、スクラバー２５で洗滌し、ガスホル、イー２６に貯
蔵される。このときスクラバー２５から沈降槽２７Ｊに
キッシュカーボンとカーボンブラックが混合したものが
回収される。なお、必要があれば、この混合物中に含ま
れる微量金属を除く精製工程が入って来る。

〜 炉２中の金属浴１が１６００℃〜１８００°Ｃに昇温し
たのち、第１図のフルーシートに示すようにガス配管系
統を切り換えて、ホルダー５内の水素ガス又は水素ガス
と一酸化炭素の混合物を原料油３と共にランス６で炉２
中に高速で吹込む。

金属浴１から発生したカーボンブラックを含むガスは熱
交換器７，８で顕熱回収されたのち、サイクロン９．バ
ッグフィルター１０およびスクラバー１１に送られ、カ
ーポンプフックが補集され造粒工程１２に送られる。な
お生成したカーボンブラックに若干含有される微粒金属
１３は風力分級１４で除去する。

一方スクラバー１１から排出される水素ガスはホルダー
５に導かれるが、一部は熱交換器７で予熱されて再びラ
ンス６で炉２中に吹込まれる。この場合、金属浴１の温
度が１２００℃まで降下すれば水素ガスの吹込みを中止
し、ガス配管を切換え純酸素により原料油３を燃焼し金
属浴１を昇温させ、６゜なお、１５は送給用ポンプであ
る。

次に上記実施例によりカーボンブラックを製造した実例
を示す。

実例１ 炉１中で鉄浴量４０ｋｙの鉄浴温度を１６００℃に昇温
したのち、水素ガス１８ＯＮｌ／ｍ−を直径２襲のラン
ス６で吹込み、同時に原料油（コールタールピッチ軟化
点３９°Ｃ）をα１８ｋｇ／＃、で吹込んだ。なお、こ
のときは水素ガスを４５０℃まで予熱したので、鉄浴温
度が１２００℃まで低下することなく６０分操業するこ
とができた。

このとき、吹込んだ原料油５．４　ｋｇに対してカーボ
ンブラックの生成量は４ｋｇであり収率は７４％Ｘ１０
０ であった。理論炭素収率は８０％（＝１５．４ｘＯ，９
２）と計算される。また生成カーボンブラックの平均粒
子径は２４ｍＰであった。なお定量は困難であったが、
きらきら輝くキッシュカーボンの存在が少量認められた
。

実例２ 上記原料油を酸素でガス化することにより、銅浴温度を
１５８０℃に昇温することができ（銅浴量４０に９）、
この銅浴に上記と同様水素ガスを１８ＯＮｉｌ／ｙｉｔ
ｔ　、で直径２簡のランスで原料油０．１８ゆ廓と同時
に吹込んだが上記実例１と同様３０分間操業することが
できた。

このとき回収された微粉は４．６　ｋｌ？であったがＣ
ｕＯ粉が含まれており、比重分離して得られたカーボン
ブラックは３．９ユであり、理論炭素収率は７８．５％
となる。また生成カーボンブラックの平均粒子径は４６
ｍＰであり、しかもキッシュカーボンの存在はほとんど
見られなかった。

なお上記実施例では金属浴１の昇温工程とカーボンブラ
ックの製造工程の切換時にガス配管の切換を行なってい
るが第６図に示すように炉２の金属浴１底部から酸素４
と原料油３を吹込み、原料油６を燃焼させながら金属浴
１の温度を１６００℃〜１２００°Ｃ間の温度に管理し
、一方上部ランス６から水素ガス３１又は水素と一酸化
炭素の混合ガスを原料油６と共に吹込み、ガス処理ライ
ン３２で連続的にカーボンブラックを製造することがで
きる。

〔発明の効果〕

この発明は以上説明したように、１６００℃〜１２００
℃の金属洛中に高速で原料油を水素ガス又Ｇ訪ｆｌと一
酸化炭素の混合ガスと共に吹込むことから、原料油を微
粒化して不完全燃焼されることができ、微粒なカーボン
ブランクを高収率で得ることができる効果を有する。さ
らに従米のサーマル法と異なり原料としてクレオソート
油ならびに、それ以外の重質油を使用することができる
。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の実施例を示すフローシート、第２図
は上記実施例における金属浴昇温時の７０−シート、第
３図は他の実施例の７四−シートを示す。 １・・・金属浴、２・・・炉、３・・・原料油、４・・
・酸素、５．２６・・・ガスホルダ、６・・・ランス、
７，８゜２１．２２・・・熱交換器、９・・・サイクロ
ン、１０・・・バッグフィルタ、１１，２５・・・スク
ラバー、１２・・・造粒工程。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １６５０〜１２００℃に保持された金属浴に、飽和高級
   炭化水素若しくは不飽和高級炭化水素又はその両者の混
   合物である原料油と同時に水素又は水素と一酸化炭素の
   混合ガスを高速で吹き込むことにより粒子径の小さいサ
   ーマルブラックを高収率で得る金属浴式のカーボンブラ
   ック製造法。