LU85695A1 - Procede de production de noirs de carbone - Google Patents

Procede de production de noirs de carbone Download PDF

Info

Publication number
LU85695A1
LU85695A1 LU85695A LU85695A LU85695A1 LU 85695 A1 LU85695 A1 LU 85695A1 LU 85695 A LU85695 A LU 85695A LU 85695 A LU85695 A LU 85695A LU 85695 A1 LU85695 A1 LU 85695A1
Authority
LU
Luxembourg
Prior art keywords
gas stream
flue gas
injected
feedstock
reached
Prior art date
Application number
LU85695A
Other languages
English (en)
Inventor
Allan C Morgan
Original Assignee
Cabot Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Cabot Corp filed Critical Cabot Corp
Publication of LU85695A1 publication Critical patent/LU85695A1/fr

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09CTREATMENT OF INORGANIC MATERIALS, OTHER THAN FIBROUS FILLERS, TO ENHANCE THEIR PIGMENTING OR FILLING PROPERTIES ; PREPARATION OF CARBON BLACK  ; PREPARATION OF INORGANIC MATERIALS WHICH ARE NO SINGLE CHEMICAL COMPOUNDS AND WHICH ARE MAINLY USED AS PIGMENTS OR FILLERS
    • C09C1/00Treatment of specific inorganic materials other than fibrous fillers; Preparation of carbon black
    • C09C1/44Carbon
    • C09C1/48Carbon black
    • C09C1/50Furnace black ; Preparation thereof
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09CTREATMENT OF INORGANIC MATERIALS, OTHER THAN FIBROUS FILLERS, TO ENHANCE THEIR PIGMENTING OR FILLING PROPERTIES ; PREPARATION OF CARBON BLACK  ; PREPARATION OF INORGANIC MATERIALS WHICH ARE NO SINGLE CHEMICAL COMPOUNDS AND WHICH ARE MAINLY USED AS PIGMENTS OR FILLERS
    • C09C1/00Treatment of specific inorganic materials other than fibrous fillers; Preparation of carbon black
    • C09C1/44Carbon
    • C09C1/48Carbon black

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Pigments, Carbon Blacks, Or Wood Stains (AREA)
  • Production Of Liquid Hydrocarbon Mixture For Refining Petroleum (AREA)

Description

>
La présente invention se rapporte à la production de noirs de carbone au four ayant de nombreuses applications importantes. Celles-ci comprennent l’utilisation comme charges, pigments et agents de renforcement dans le 5 caoutchouc et dans les matières plastiques. En général, le procédé au four pour la préparation de noix-ü de carbone comprend un craquage et/ou une combustion incomplète d’une charge d’alimentation d'hydrocarbure comme du^gaz naturel ou une charge de recyclage dans une zone fermée de conver-10 sior. à des températures au delà de ':Z56°K (982°C) pour produire du noir de carbone. Le noir de carbone entraîné dans les gaz émanant de la zone de conversion est alors refroidi et recueilli par tout moyen approprié couramment utilisé dans l'industrie. Il a cependant été souhaitable, 15 bien que difficile, de produire des noirs au four ayant des propriétés semblables, capables d'impartir de meilleures propriétés d'hystérésis aux formulationsde caoutchouc.
En conséquence, la présente invention a pour 20 objectif principal un nouveau procédé perfectionné de préparation de noirs de carbone qui sont caractérisés en ce qu’ils ont des propriétés indiquant de meilleures capacités d'hystérésis.
La présente invention a pour autre objet un 25 procédé perfectionné de préparation de noirs de carbone ayant de plus faibles pouvoirs teintants et de plus fortes valeurs pour DBP (dibutyl phtalate) écrasé (CDBP).
La présente invention a pour autre objet un 2
V
procédé pour contrôler les valeurs du pouvoir teintant et de CDBP de noirs de carbone.
D’autres objets, avantages et caractéristiques de l'invention deviendront mieux apparents à ceux qui 5 sont compétents en la matière en considérant la description détaillée qui suit.
Selon l’invention, on a trouvé que les objectifs ci-dessus et d’autres encore étaient obtenus en modifiant un procédé modulaire ou par stades pour la production de 10 noir de carbone du type révélé dans la réédition du brevet US N° 28 974. Le processus par stades comprend une zone de combustion primaire initialement préparée (premier stade) où est formé un courant de produits gazeux chauds de combustion; une seconde zone ou zone de transition où 15 une charge d’alimentation d’hydrocarbure liquide sous la forme de courants solides (jets cohérents) est injectée sensiblement transversalement du pourtour externe ou interne du courant de gaz de combustion dans le courant préformé des gaz chauds; et une troisième zone (la zone de 20 réaction) où se produit la formation de noir de carbone avant la fin de la réaction par refroidissement rapide.
Dans les procédés du type ci-dessus mentionné où la charge d’alimentation est injectée du pourtour externe du courant de gaz de combustion, il y a une 25 possibilité que les gaz de combustion traversent le système sans avoir été utilisés. Cela se produira, par exemple, si la charge d’alimentation d'hydrocarbure ne remplit pas totalement la zone par laquelle les gaz de combustion s'écoulent, permettant ainsi à de la chaleur 50 non utilisée de s’échapper sous la forme de gaz de combustion. Cela a assez fortement tendance à se produire tandis que la dimension du réacteur augmente. Pour empêcher cette perte non économique des gaz de combustion, il est révélé dans le brevet US N° 3 922 335, d’injecter une charge 35 supplémentaire d'alimentation dans la région intérieure 3 du courant de gaz de combustion où la charge d’alimentation injectée à partir du pourtour externe de la zone de transition ne peut arriver. Le brevet décrit l’utilisation d’un dispositif approprié tel qu’une sonde par où la charge 5 d'alimentation d’hydrocarbure liquide supplémentaire sera injectée dans le noyau du courant de gaz de combustion d’une manière sensiblement transversale, et dans une direction à partir du centre ou noyau du courant de gaz de combustion vers l'extérieur, vers les parois du réacteur.
10 En faisant ainsi, il est montré que les gaz de combustion seront totalement utilisés pour le but voulu de cisailler, atomiser et disperser les gouttelettes d'huile. L’injection de la charge d'alimentation dans la région intérieure du courant de gaz de combustion se produit dans le même plan 15 que celui par où la charge d'alimentation est injectée du pourtour externe de la zone de transition vers l'intérieur du courant de gaz de combustion. Le procédé décrie dans le brevet US N° 3 922 335 est indiqué comme produisant un débit exceptionnellement élevé et des rendements élevés 20 et comme ayant la capacité de produire des noirs ce carbone de haute qualité.
Il y a cependant des cas où l'on souhaite produire des noirs de carbone d'une manière semblable aux deux procédés ci-dessus, mais pour produire des noirs de carbone 25 ayant des propriétés différentes. En particulier, il peut être souhaitable de produire des noirs de carbone ayant un pouvoir teintant réduit et une valeur accrue de CDBP, qui indiquent un rebond accru et de meilleures propriétés d’hystérésis. La modification du présent procédé modulaire 30 ou par stades, qui permet la préparation des noirs ayant une meilleure hystérésis, consiste à effectuer l'injection d'une portion de la charge d’alimentation d'hydrocarbure liquide dans le courant de gaz de combustion sous forme de courants solides sensiblement radialement en -un emplacement 35 où le courant de gaz de combustion n'a pas atteint sa 4 vitesse maximale. La charge d'alimentation peut être injectée du pourtour externe ou interne du courant de gaz de combustion, sensiblement radialement dans le courant de gaz de combustion à vitesse plus faible. Cependant, il 5 est préférable d'injecter les courants solides de la charge d'alimentation dans le courant de gaz de combustion à plus faible vitesse, à partir du pourtour interne radialement vers l'extérieur dans le courant de gaz de combustion.
Dans le présent procédé par stades, la vitesse maximale 10 du courant de gaz de combustion est atteinte à peu près au milieu de la zone de transition. Ainsi, par exemple, si l'injection est faite par une sonde, la modification peut être effectuée en retirant la sonde dans le première zone ou ü'.-ne primaire de combustion de façon que la charge 15 d'alimentation, injectée radialement, que ce soit vers l'intérieur ou vers l'extérieur, entre dans un courant de gaz de combustion ayant une vitesse inférieure. Le point ou plan réel où la charge d'alimentation est injectée dans le courant de gaz de combustion à plus faible vitesse dans 20 une direction radiale peut être modifié considérablement selon la qualité spécifique ou le type de noir de carbone que l'on souhaite. On pense que l'injection radialement vers l'intérieur ou vers l'extérieur des courants solides de la charge liquide d'alimentation dans un courant de gaz 25 de combustion à plus faible vitesse a pour résultat la formation de gouttelettes d'huile de plus grosses dimensions qui semblent être associées à des valeurs accrues de CDBP.
Dans la préparation des gaz chauds de combustion employés pour préparer les noirs de la présente invention, 30 on fait réagir, dans une chambre appropriée de combustion, un combustible liquide ou gazeux et un courant oxydant approprié comme de l'air, de l'oxygène, des mélanges d'air et d'oxygène ou analogues. Parmi les combustibles appropriés à une utilisation pour une réaction avec le courant oxydant 35 dans la chambre de combustion pour produire les gaz chauds 5 de combustion, on peut citer tous courants de gaz, vapeurs ou liquides facilement combustibles comme de l’hydrogène, de l’oxyde de carbone, du méthane, de l'acétylène, des alcools et du kérosène. Il est cependant généralement 5 préférable d’utiliser des combustibles ayant une forte teneur en composants contenant du carbone et en particulier des hydrocarbures. Par exemple, des courants riches en méthane comme du gaz naturel et du gaz naturel modifié ou enrichi sont d'excellents combustibles ainsi que d’autres 10 courants contenant des quantités élevées d'hydrocarbures corne divers hydrocarbures gazeux et liquides et sous-produits de raffinerie comprenant des fractions d’éthane, de propane, de butane et de pentane, des mazouts et analogues. Dans le cas présent, la combustion primaire 15 représente la quantité de l'agent oxydant utilisé au premier stade du processus modulaire par rapport à la quantité de l'agent oxydant théoriquement requis pour que la combustion complète de l'hydrocarbure du premier stade forme du gaz carbonique et de l'eau. De cette façon, il se 20 produit un courant de gaz chauds de combustion s'écoulant à une haute vitesse linéaire. On a de plus trouvé qu'une différence de pression entre la chambre de combustion et la chambre de réaction d’au moins 6,9 kPa et de préférence d'environ 10,3 kPa à 69 kPa était souhaitable. Dans ces 25 conditions, on produit un courant de produits gazeux de combustion possédant une énergie cinétique suffisante pour atomiser une charge hydrocarbonée d’alimentation liquide donnant du noir de carbone , suffisamment bien pour obtenir les noirs de carbone souhaités. Le courant résultant de gaz 30 de combustion qui émane de la zone primaire de combustion atteint une température d'au moins environ 1316°C, les températures tout à fait préférables étant au moins au delà de "649°C. Les gaz chauds de combustion sont propulsés vers le bas à une haute vitesse linéaire qui est accélérée par 35 introduction des gaz de combustion dans un étage fermé de 6 transition de plus petit diamètre qui peut,si on le souhaite, être effilé ou restreint par exemple au moyen d’un venturi conventionnel.
Dans le présent procédé, une portion de la charge 5 liquide d’alimentation est injectée sous la forme d’un certain nombre de courants solides, du pourtour interne ou externe du courant de gaz de combustion dans une direction sensiblement radialement vers l’extérieur ou vers l’intérieur dans les gaz de combustion en un point dans le processus où 10 le courant de gaz de combustion n'a pas atteint sa vitesse maximale, c’est-à-dire environ le milieu de la zone de transition. Le restant de la charge d’alimentation liquide est injecté sous la forme d’un certain nombre de courants solides sensiblement radialement à peu près au milieu de la zone de 15 transition dans les gaz de combustion, du pourtour externe ou interne du courant de gaz de combustion, en préférant une injection du pourtour externe. Par cette technique pour injecter la charge d'alimentation, les niveaux de pouvoir teintant et de CDBP des noirs de carbone produits 20 sont modifiés dans une direction favorisant une meilleure hystérésis.
Au second stade du processus, les gaz de combustion s'écoulent à une vitesse rapide et il existe une charge cinétique des gaz d'au moins environ 6,9 kPa. La 25 portion de la charge d'alimentation d'hydrocarbure liquide donnant du noir de carbone qui est injectée sous la forme de courants solides dans les gaz de combustion dans la zone de transition ou seconde zone, doit être injectée à une pression suffisante pour obtenir une pénétration appropriée 30 afin de garantir ainsi un taux élevé de mélange et de cisaillement des gaz chauds de combustion et de la charge d’alimentation d'hydrocarbure liquide. La charge liquide d’alimentation est injectée sensiblement transversalement du pourtour externe ou interne du courant des gaz chauds 35 de combustion sous la forme d’un certain nombre de courants 7 solides (jets cohérents) qui pénètrent bien dans la région intérieure, ou noyau, du courant des gaz de combustion.
Comme charges d’alimentation d’hydrocarbure appropriées à une utilisation ici, qui sont facilement 5 volatilisables dans les conditions de la réaction, on peut citer des hydrocarbures insaturés comme de l'acétylène; des oléfines comme l’éthylène, le propylène et le butylène; des produits aromatiques comme le benzène, le toluène et le xylène; certains hydrocarbures saturés; et des hydro-10 carbures volatilisés comme le kérosène, des naphtalènes, des terpènes, des goudrons d’éthylène, des charges de recyclage aromatiques et analogues.
Le troisième stade du processus modulaire est une zone de réaction qui permettra un temps suffisant de 15 résidence pour que la réaction de formation de noir de carbone se produise avant la fin de la réaction par extinction ou refroidissement rapide. Le temps de résidence dans chaque cas dépend des conditions particulières du processus et du noir particulier souhaité.
20 A la suite de la réaction de formation de noir de carbone pendant le temps souhaité, la réaction est terminée en pulvérisant dessus un liquide d’extinction comme de l’eau, en utilisant au moins un groupe d’injecteurs. Les gaz chauds effluents contenant les noirs de carbone 25 produits en suspension passent alors en aval où sont effectuées, d’une manière conventionnelle, les étapes de refroidissement, de séparation et de récupération du noir de carbone. Par exemple, la séparation du noir de carbone et du courant de gaz est facilement accomplie par des 30 moyens conventionnels comme un précipitateur, un séparateur à cyclone, un filtre en sac ou leurs combinaisons.
Lors de la mise en pratique de la présente invention, les quantités de la charge d’alimentation injectée dans la zone primaire de combustion et au point 35 où les gaz de combustion ont atteint leur vitesse maximale 8 sont toutes les quantités ou proportions ayant pour résultat que le processus donne des noirs de carbone ayant des valeûrs accrues de CDBP. Par ailleurs, les noirs impartiront de meilleures propriétés d’hystérésis à une 5 composition de caoutchouc contenant les noirs. Il est préférable d’injecter une quantité d’environ 20 à environ 80% de la charge liquide d’alimentation sous forme de courants solides dans la zone primaire de combustion, la quantité restante de la charge d’alimentation étant 10 injectée sous forme de courants solides à peu près au point de la zone de transition où le courant de gaz de combustion a atteint sa vitesse maximale. Dans un mode de réalisation particulièrement préféré, une quantité d’environ 40 à environ 60>'i de la charge d’alimentation est injectée dans 15 la zone primaire de combustion, la quantité restante de la charge d'alimentation étant injectée à peu près au point dans la zone de transition où le courant de gaz de combustion a atteint la vitesse maximale.
Les processus qui suivent d'essai sont utilisés 20 pour évaluer les propriétés analytiques et physiques des noirs produits par la présente invention.
INDICE Ώ’ADSORPTION D’IODE Il est déterminé selon la norme américaine ASTM D-1510-70.
25 POUVOIR TEINTANT
Le pouvoir teintant d’un échantillon de noir de carbone est déterminé par rapport à un noir de teinte de référence dans l'industrie selon la nome américaine ASm D3265-76a.
30 INDICE D'ABSORPTION DU DIBUTYL PHTALATE (DBP) L'indice d'absorption du DBP d'un noir de carbone est dé te miné selon la norme américaine ASTM D 2414-76.
Les résultats rapportés indiquent si le noir de carbone est ou non à l'état pelucheux ou sous la fome de 35 boulettes.
9 INDICE D’ABSORPTION DU DBP ECRASE (CDBP)
Une boulette de noir de carbone est soumise à une action du type écrasement et la structure est alors v mesurée selon la nonne américaine ASTM D 3493-79·
5 MODULE ET TRACTION
Ces propriétés physiques sont déterminées selon les processus décrits dans la norme américaine ASTM D 412. En bref, la mesure du module se rapporte à la traction, en KPa,observée lorsqu’un échantillon de caoutchouc 10 vulcanisé est tendu à 300% de sa longueur d'origine. La mesure detraction est une détermination de la traction en KPa qu’il faut pour rompre ou casser un échantillon de caoutchouc vulcanisé dans un essai de tension, RETRECISSEMENT A L’EXTRUSION
15 II est déterminé selon la norme américaine ASTM D-2230-37 (méthode B).
REBOND
Il est déterminé selon le processus indiqué dans la norme américaine ASTM D-1054.
20 L’invention sera mieux comprise en se référant aux exemples qui suivent. Il y ancien entendu, de nombreuses autres formes de l'invention qui deviendront évidentes de ceux qui sont compétents en la matière, lorsque l’invention aura été totalement révélée, et on reconnaîtra en consé-25 quance que ces exemples, sont donnés simplement pour illustrer l'invention et ne doivent en aucun cas en limiter le cadre.
EXEMPLE 1
Dans cet exemple, on emploie un dispositif 30 approprié de réaction pourvu d'un moyen pour introduire les réactifs producteurs de gaz de combustion, c’est-à-dire un combustible et un agent oxydant, soit sous la forme de courants séparés ou sous la forme de produits réactionnels gazeux pré-brûlés dans la zone de combustion primaire, et 10 également des moyens pour introduire la charge d’alimentation hydrocarbonée donnant le noir de carbone, qui sont mobiles afin de permettre l’ajustement de l'emplacement de l'injection radialement vers l’intérieur eu vers l’extérieur 5 de la charge d’alimentation dans le courant de gaz de combustion avant le point où la vitesse maximale est atteinte. Le dispositif peut être construit de tout matériau approprié comme du métal et être soit pourvu d’un isolement réfractaire ou bien entouré d’un moyen de refroi-10 dissement comme un liquide en recirculation qui est de préférence de l’eau. De plus, le dispositif de réaction est équipé d'un moyen d'enregistrement de la température et de la pression, d'un moyen pour l’extinction de la réaction de formation de noir de carbone, comme des 15 injecteurs, d'un moyen pour refroidir le noir de carbone produit et d'un moyen pour séparer et récupérer le noir de carbone des autres sous-produits non souhaités. Pour la mise en oeuvre du présent exemple, tout brûleur approprié peut être utilisé dans la combustion primaire ou du premier 20 étage où l’on peut obtenir une combustion primaire de 150%. Les gaz de combustion du premier étage ayant une combustion primaire de 150% sont formés en introduisant, dans la zone de combustion du dispositif, de l'air préchauffé à une température de 649°C (922°K) à un débit de 3,736 m^/s , et 25 du gaz naturel à un débit de 0,256 m^/s pour ainsi produire un courant de gaz chauds de combustion s’écoulant vers l’aval à une haute vitesse linéaire. Le courant en écoulement rapide des gaz de combustion passe dans une seconde zone ou zere de transition dont le diamètre en section 30 transversale est plus petit afin d'augmenter la vitesse linéaire du courant des gaz de combustion. Une charge d’alimentation hydrocarbonée liquide appropriée est alors introduite sensiblement transversalement dans le courant résultant des gaz chauds de combustion. La charge d’alimen-35 tation est injectée sous la forme de courants solides à la 11 fois du pourtour externe radialement vers l’intérieur, vers le noyau des gaz de combustion à travers douze orifices sans obstruction dont chacun a une dimension de 1,50 mm, et du pourtour interne radialement vers l'exté-5 rieur dans le courant de gaz de combustion par six orifices sans obstruction dont chacun a une dimension de 1,50 mm.
En conséquence, dans cet essai, un tiers de la charge d’alimentation est injecté vers l’extérieur, du pourtour interne, les deux tiers restants étant injectés vers 10 l’intérieur, du pourtour externe du courant de gaz de combustion. L'injection totale de la charge d’alimentation se produit dans le même plan, c'est-à-dire à peu près au milieu de la zone de transition, à un taux combiné de 1,02 l/s et dans des conditions suffisantes pour garantir 15 un degré approprié de pénétration dans le courant de gaz de combustion de façon qu’il ne se produise pas de formation de coke dans le réacteur. La zone de transition du dispositif a un diamètre de 315 mm et une longueur de 279 mm. La section du réacteur a un diamètre de ^57 mm et 20 une longueur de 2,74 m, avant refroidissement rapide ou extinction de la réaction.
La réaction est effectuée de façon que la combustion totale du processus soit de 26,1% ou un rapport d’équivalence de 3,83 et l’extinction à l'eau pour terminer 25 la réaction est placée en un point à 2,74 mètres de l'emplacement de l’injection de la charge d'alimentation. Les caractéristiques d'analyse et de performance de ce noir sont indiquées au tableau I. Par ailleurs, ce ncir est utilisé ici comme témoin pour l'exemple 2 car la charge 30 d'alimentation a été totalement introduite au milieu de la zone de transition où la vitesse maximale du courant de gaz de combustion était atteinte.
EXEMPLE 2
Le processus de l'exemple 1 est suivi en utilisant 35 le même dispositif . La différence principale de cet exemple 12 par rapport à l'exemple 1, consiste à modifier l'emplacement auquel l'injection de la charge d'alimentation d'hydrocar'bure liquide sous la forme de courants solides du pourtour interne radialement vers l'extérieur dans le courant de gaz de 5 combustion est effectuée. Dans cet essai, l'injection partielle de la charge liquide d'alimentation à partir du pourtour interne se produit en un emplacement où le courent de gaz de combustion n'a pas encore atteint sa vitesse maximale, c'est-à-dire avant à peu près le milieu de la 10 zone de transition. Plus particulièrement, de l'air de combustion, préchauffé à 649°C (922°K) est introduit dans la zone primaire de combustion à raison de 3,736 m^/s eu du gaz naturel est introduit à raison de 0,156 m^/s afin de produire une combustion primaire ou au premier étage 15 ayant une combustion primaire de 274%. Dans cet essai, le taux total auquel la charge d'alimentation d'hydrocarbure liquide est injectée dans le courant de gaz de combustiun est de1,03l/s. Ici, comme à l'exemple 1, la charge liquide d'alimentation est injectée sous la forme de courants 20 solides (jets cohérents) du pourtour externe et du pourrcur interne du courant de gaz de combustion. Plus précisément, 50% de la charge d'alimentation sont injectés à peu près au milieu de la zone de transition à travers trois orifices sans obstruction dont chacun a une dimension de 2,74 mm à 25 partir du pourtour externe, radialement vers l'intérieur dans le courant de gaz de combustion. Les 50% restants de la charge liquide d'alimentation sont injectés sous forme ie courants solides du pourtour interne du courant de gaz is combustion dans une direction radialement vers l’extérieur 30 dans le courant de gaz de combustion à travers trois orifices sans obstruction dont chacun a une dimension de 2,87 mm. Cependant, l'injection de la charge liquide d'alimentation du pourtour interne dans cet essai est effectuée en un emplacement qui est à 457 mm en amont du 35 plan où la vitesse maximale du courant de gaz de combusrion 13 est atteinte, c'est-à-dire à peu près au milieu de la zone de transition. Le courant résultant de gaz de combustion passe dans la zone de réaction où la réaction de formation du noir de carbone est arrêtée avec de l'eau 5 en un point placé à 2,74 mètres en aval du plan où est atteinte la vitesse maximale du courant de gaz de combustion, c'est-à-dire à peu près au milieu de la zone de transition. Le pourcentage total de combustion de l'essai est de 27,8%. Les propriétés d’analyse et physiques de ce 10 noir sont rapportées au tableau I.
TABLEAU I
Exemple 12 15 ---
Indice d'iode, mgl2/g noir 89 82
Pouvoir teintant, % 112 99
Absorption DBP, boulettes, 2o cc/100 g 134 129 CBBP (24M4) , cc/100 g 103 105 L'aptitude des noirs de la présente invention 25 comme agents de renforcement de faible hystérésis pour des compositions de caoutchouc est clairement montrée au tableau II qui suit. Pour évaluer les noirs, les formulations de caoutchouc sont faciles à préparer par des méthodes conventionnelles. Par exemple, le caoutchouc et le noir de 30 carbone sont mélangés ensemble de manière intime sur une machine conventionnelle à mélanger du type normalement utilisé pour mélanger du caoutchouc ou de la matière plastique comme un mélangeur Banbury et/ou un mélangeur à rouleaux afin d'assurer une dispersion satisfaisante.
Les formulations de caoutchouc sont combinées selon des 14 formulations standards dans l'industrie pour une formulation contenant du caoutchouc naturel ou du caoutchouc synthétique. Les vulcanisats résultants sont durcis pendant le temps spécifié pour déterminer la propriété physique particulière.
5 En évaluant la performance des noirs de carbone de la présente invention, la formulation qui suit est utilisée où les quantités sont spécifiées en parties en poids. La formulation de caoutchouc spécifiquement utilisée ici est la formule de caoutchouc synthétique de la norme américaine 10 ASTM-D-3191-79 et est caractérisée comme suit :
Ingrédient Quantité 15 Polymère (SBR 1500/23,590 styrène, 76,5% butadiène) 100
Oxyde de zinc 3 20 --
Soufre 1,75
Acide stéarique 1 N-tert-butyl-2 benzothiazole 25 sulfénamide 1
Noir de carbone 50
Dans le tableau II qui suit, on démontre les 30 résultats avantageux et inattendus obtenus en utilisant les noirs de carbone produits décrits précédemment en tant qu'additifs dans des formulations de caoutchouc. Il sera bien entendu apparent que les exemples ne doivent pas limiter ou restreindre l'invention.
» 15
TABLEAU II
Propriétés physiques des vulcanisats de caoutchouc synthétique 5 --—- ·£·
Echantillon de noir de carbone Ex. 1 Ex. 1
Module à 300% , 35 mn, MPa +4,068 +2,103
Module à 300%, 50 mn, MPa +4,621 +2,310 10
Traction, 50 mn, MPa +2,034 +0,379 Rétrécissement à l’extrusion, % 89 89
Rebond , 60 mn , % -3,9 -1,4 # 15 Les données sont par rapport à IRB R°5
Une considération des données présentées ci-dessus révèle que les noirs produits par le présent procédé présentent les propriétés souhaitées. Lorsqu’ils sont 20 incorporés dans les formulations de caoutchouc, il y a une amélioration sensible de la propriété de rebond,ce qui indique un vulcanisât de caoutchouc ayant une meilleure hystérésis.

Claims (4)

16
1.- Procédé modulaire de production de noirs de carbone au four dans lequel on fait réagir un combustible et un agent oxydant dans une première zone afin de produire 5 un courant de gaz chauds de combustion primaire possédant une énergie suffisante pour convertir une charge d'alimentation d'hydrocarbure liquide donnant du noir de carbone en noir de carbone et où dans une seconde zone, une charge d'alimentation d'hydrocarbure liquide est périphériquement 10 injectée, sous la forme d'un certain nombre de courants solides (jets cohérents', dans le courant des produits gazeux de combustion en un emplacement où le courant de gaz de combustion a atteint sa vitesse maximale, dans une direction sensiblement transversale à la direction d'éccule-15 ment du courant des gaz de combustion et à une pressicr. suffisante pour obtenir le degré de pénétration requis pour un bon cisaillement et ur. bon mélange de la charge d1 alimentation, et où dans une troisième zone, la charge d'alimentation est décomposée et convertie en noir de carbone avant la fin de 20 la réaction de formation de noir de carbone par extinction, puis refroidissement, séparation et récupération du noir de carbone résultant, caractérisé en ce que l'on introduit, sous la forme d'un certain nombre de courants solides, une portion suffisante de la quantité totale de la charge 25 d'alimentation d'hydrocarbure liquide sensiblement radiale-ment dans le courant de gaz de combustion à partir de son pourtour, avant le point où le courant de gaz de combustion atteint sa vitesse maximale, pour ainsi produire des noirs de carbone ayant des valeurs accrues de CDBP. 30 2.- Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'une quantité d'environ 20 à environ 80% de la quantité totale de la charge liquide d'alimentation est injectée dans le courant de gaz de combustion avant 17 l’emplacement où la vitesse maximale du courant de gaz de combustion est atteinte, le restant étant ajouté à peu près au point où le courant de gaz de combustion a atteint sa vitesse maximale.
3. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'une quantité de l’ordre de 40 à environ 60% de la quantité totale de la charge liquide d'alimentation est injectée dans le courant de gaz de combustion avant l'emplacement où la vitesse maximale du courant de gaz de 10 combustion est atteinte, le restant étant ajouté à peu près au point où le courant de gaz de combustion a atteint sa vitesse maximale. 4.~ Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la charge d'alimentation d'hydrocarbure liquide 15 qui est injectée dans le courant de gaz de combustion avant le point où le courant de gaz de combustion a atteint sa vitesse maximale est injectée dans une direction sensiblement transversale ,vers 1'extérieur ,du pourtour interne du courant de gaz de combustion. 20 5.- Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la charge d'alimentation d'hydrocarbure liquide qui est injectée dans le courant de gaz de combustion à peu près au point où la vitesse maximale est atteinte est injectée dans une direction sensiblement transversale, vers 1'intérieur,du pourtour 25 externe du courant de gaz de combustion.
6.- Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la charge d'alimentation d'hydrocarbure liquide cui est injectée dans le courant de gaz de combustion avant le point où le courant de gaz de combustion a atteint sa 30 vitesse maximale est injectée dans une direction sensiblement transversale,vers l'extérieur/du pourtour interne du courant ce gaz de combustion et la charge d'alimentation d'hydrocarbure liquide qui est injectée dans le courant de gaz Ί 18 de combustion à peu près au point où la vitesse maximale est atteinte est injectée dans une direction sensiblement transversale,vers 1’intérieur, du pourtour externe du courant de gaz de combustion.
LU85695A 1983-12-23 1984-12-19 Procede de production de noirs de carbone LU85695A1 (fr)

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US56468583A 1983-12-23 1983-12-23
US56468583 1983-12-23
US62670484A 1984-07-02 1984-07-02
US62670484 1984-07-02

Publications (1)

Publication Number Publication Date
LU85695A1 true LU85695A1 (fr) 1985-07-24

Family

ID=27073625

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
LU85695A LU85695A1 (fr) 1983-12-23 1984-12-19 Procede de production de noirs de carbone

Country Status (26)

Country Link
KR (1) KR930002758B1 (fr)
AR (1) AR242423A1 (fr)
AU (1) AU566537B2 (fr)
BE (1) BE901375A (fr)
BR (1) BR8406309A (fr)
CA (1) CA1229468A (fr)
CS (1) CS252478B2 (fr)
DD (1) DD228554B3 (fr)
DE (1) DE3443872A1 (fr)
DK (1) DK614884A (fr)
ES (1) ES8507169A1 (fr)
FR (1) FR2557125B1 (fr)
GB (1) GB2151604B (fr)
HU (1) HUT36491A (fr)
IL (1) IL73894A (fr)
IN (1) IN163602B (fr)
IT (1) IT1177495B (fr)
LU (1) LU85695A1 (fr)
MX (1) MX162201A (fr)
NL (1) NL190378C (fr)
PH (1) PH20652A (fr)
PL (1) PL145192B1 (fr)
PT (1) PT79728A (fr)
RO (1) RO89530A (fr)
SE (1) SE461530B (fr)
YU (1) YU218184A (fr)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4765964A (en) * 1983-09-20 1988-08-23 Phillips Petroleum Company Carbon black reactor having a reactor throat
IN171963B (fr) * 1987-12-10 1993-02-20 Cabot Corp
JP2888487B2 (ja) * 1988-05-24 1999-05-10 三菱化学株式会社 カーボンブラックの製造方法
JP2889326B2 (ja) * 1989-09-14 1999-05-10 昭和キャボット株式会社 カーボンブラック及びゴム組成物
US5137962A (en) * 1990-02-06 1992-08-11 Cabot Corporation Carbon black exhibiting superior treadwear/hysteresis performance

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US28974A (en) * 1860-07-03 Celestino domtngxjez
US3046096A (en) * 1958-12-02 1962-07-24 Columbian Carbon Carbon black manufacture
GB1387730A (en) * 1972-07-28 1975-03-19 Continental Carbon Co Process and apparatus for the production of carbon black
GB1466341A (en) * 1973-02-16 1977-03-09 Cabot Corp Carbon black pigments and rubber conposition
US3922335A (en) * 1974-02-25 1975-11-25 Cabot Corp Process for producing carbon black
US4165364A (en) * 1976-08-04 1979-08-21 Sid Richardson Carbon & Gasoline Co. Carbon black reactor with axial flow burner
US4289743A (en) * 1977-07-01 1981-09-15 Sid Richardson Carbon & Gasoline Co. Double venturi carbon black reactor system
US4391789A (en) * 1982-04-15 1983-07-05 Columbian Chemicals Company Carbon black process
CA1259164A (fr) * 1982-08-30 1989-09-12 E. Webb Henderson Noirs de fumee, ainsi que methode et dispositif pour leur fabrication
CA1258157A (fr) * 1983-09-20 1989-08-08 Mark L. Gravley Noir de suie, ainsi que methode et dispositif pour sa fabrication

Also Published As

Publication number Publication date
DK614884D0 (da) 1984-12-20
PL145192B1 (en) 1988-08-31
NL190378B (nl) 1993-09-01
PT79728A (en) 1985-01-01
SE8406568D0 (sv) 1984-12-21
SE8406568L (sv) 1985-06-24
ES538528A0 (es) 1985-09-01
FR2557125B1 (fr) 1986-09-19
DK614884A (da) 1985-06-24
AU3709484A (en) 1985-07-04
BR8406309A (pt) 1985-10-08
PL251136A1 (en) 1985-10-08
DD228554A5 (de) 1985-10-16
SE461530B (sv) 1990-02-26
GB2151604B (en) 1987-09-16
MX162201A (es) 1991-04-08
DE3443872C2 (fr) 1992-10-22
CS252478B2 (en) 1987-09-17
BE901375A (fr) 1985-06-21
RO89530A (fr) 1986-06-30
IL73894A0 (en) 1985-03-31
AU566537B2 (en) 1987-10-22
KR850004250A (ko) 1985-07-11
PH20652A (en) 1987-03-16
IT8424170A0 (it) 1984-12-21
KR930002758B1 (ko) 1993-04-10
NL190378C (nl) 1994-02-01
IL73894A (en) 1988-09-30
IT1177495B (it) 1987-08-26
DD228554B3 (de) 1988-05-18
YU218184A (en) 1987-12-31
CS1020784A2 (en) 1987-01-15
IN163602B (fr) 1988-10-15
GB8431483D0 (en) 1985-01-23
GB2151604A (en) 1985-07-24
NL8403907A (nl) 1985-07-16
FR2557125A1 (fr) 1985-06-28
CA1229468A (fr) 1987-11-24
ES8507169A1 (es) 1985-09-01
AR242423A1 (es) 1993-03-31
DE3443872A1 (de) 1985-07-04
HUT36491A (en) 1985-09-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
LU87800A1 (fr) Noirs de carbone et compositions de caoutchouc contenant les noirs de carbone
US4360627A (en) Rubber composition comprising furnace carbon black
US5229452A (en) Carbon blacks
FR2647460A1 (fr) Noir de carbone ayant une grande aire superficielle specifique
FR2616793A1 (fr) Procede de production de noir de carbone
FR2651787A1 (fr) Noirs de carbone au four utiles dans des compositions de caoutchouc.
FR2505857A1 (fr) Procede modulaire de production de noir de carbone au four
JPH11503486A (ja) カーボンブラック及びこのカーボンブラックを含む組成物
LU85695A1 (fr) Procede de production de noirs de carbone
LU82671A1 (fr) Procede de fabrication de noirs de carbone a grande surface specifique
FR2557126A1 (fr) Procede de production de noirs de carbone au four
EP1525254B1 (fr) Noirs de carbone et utilisations associees
JPS60156764A (ja) カーボンブラツクの製造方法
FR2624517A1 (fr) Procede pour produire du noir de carbone
EP0746593B2 (fr) Noirs de carbone
AU733856B2 (en) Carbon blacks
JPS6350380B2 (fr)
BE855711A (fr) Production de noirs de carbone