NL8403906A

NL8403906A - Werkwijze voor het bereiden van roeten, alsmede produkten, geheel of ten dele bestaande uit met deze werkwijze verkregen roeten.

Info

Publication number: NL8403906A
Application number: NL8403906A
Authority: NL
Original assignee: Cabot Corp
Priority date: 1983-12-23
Filing date: 1984-12-21
Publication date: 1985-07-16
Also published as: IL73895A0; GB2151605A; AU3709384A; DK614784D0; GB8431485D0; AU566453B2; ES8507170A1; US4645657A; NZ210437A; LU85694A1; IL73895A; KR930002759B1; NL190335B; DD228291A5; AR247579A1; FR2557126B1; MX162623A; YU218284A; GB2151605B; PL145193B1

Description

r" ' * N.0.32.705 1

Werkwijze voor het bereiden van roeten, alsmede produkten, · geheel of ten dele bestaande uit met deze werkwijze verkregen roeten.

De uitvinding heeft betrekking op een werkwijze voor het bereiden van ovenroeten met vele belangrijke toepassingen. Hieronder valt het gebruik als vulstoffen, pigmenten, en als versterkende middelen in rubbers en kunststoffen. Gewoonlijk omvat het ovenproces voor het bereiden 5 van roeten het kraken en/of onvolledig verbranden van een koolwater-stofvoeding zoals aardgas of een vloeibare grondstof in een omsloten reactiezone bij een temperatuur boven 1256eK (180O°F). Het door de uit de reactiezone afkomstige gassen meegenomen roet wordt vervolgens gekoeld en verzameld met behulp van geschikte middelen, welke gewoonlijk 10 in de industrie worden toegepast. Het is derhalve gewenst roeten met zodanige eigenschappen te bereiden, welke in staat zijn verbeterde hys-teresis-eigenschappen aan rubberformuleringen te verlenen. In bepaalde gevallen is het bovendien zeer voordelig een werkwijze voor het reguleren of in de hand houden van de kleursterkte van roeten te bezitten.

15 Het voornaamste doel volgens de uitvinding is derhalve het ver schaffen van een nieuwe en verbeterde werkwijze voor het bereiden van roeten, waarbij de kleursterkte van de roeten wordt geregeld en welke verbeterde hysteresis-eigenschappen aan rubberformuleringen'verlenen.

Een ander doel volgens de uitvinding is het verschaffen van een 20 verbeterde werkwijze voor het bereiden van roeten, welke lagere kleursterkten bezitten.

Andere doelstellingen, voordelen en aspecten van de uitvinding zullen voor deskundigen duidelijk worden na beschouwing van de onderstaande beschrijving en conclusies.

25 Gevonden werd, dat het bovenstaande doel en andere doelstellingen kunnen worden bereikt door het modificeren van een modulaire of trapsgewijs uitgevoerde werkwijze voor het bereiden van roet van het type, welk het onderwerp vormt van het Amerikaanse Reissue-octrooischrift 28.974. De uit trappen bestaande werkwijze omvat een aanvankelijk be-30 reide primaire (eerste trap) verbrandingszone, waarin een stroom hete gasvormige verbrandingsgassen wordt gevormd, een tweede of overgangszone waarin een vloeibare koolwaterstofvoeding in de vorm van massieve stromen (coherente stralen) nagenoeg transversaal van de uitwendige of inwendige omtrek van de stroom verbrandingsgassen in de voorafgevormde 35 stroom hete verbrandingsgassen wordt geïnjecteerd, en een derde zone (de reactiezone), waarin de roetvorming plaatsvindt voordat de reactie door afschrikken wordt beëindigd.

8403906 ( 2 £

V

Bij de werkwijze van het bovengenoemde type, waarbij voeding vanuit de uitwendige omtrek van de stroom verbrandingsgassen wordt geïnjecteerd, bestaat de mogelijkheid, dat de verbrandingsgassen het systeem doorlopen zonder dat ze worden gebruikt. Dit vindt bijvoorbeeld plaats wan-5 neer de koolwaterstofvoeding niet volledig gebruik maakt van het oppervlak (dwarsdoorsnede van de inrichting) waardoor de verbrandingsgassen stromen, zodat het mogelijk is dat ongebruikte warmte in de vorm van verbrandingsgassen ontsnapt. Dit treedt in sterkere mate op wanneer de grootte van de reactor toeneemt. Ter voorkoming van dit oneconomische 10 verlies aan verbrandingsgassen wordt in het Amerikaanse octrooischrift 3.922.335 een methode vermeld, waarbij een additionele voeding in het inwendige van de stroom verbrandingsgassen wordt geïnjecteerd, dat niet door de voeding, welke vanuit de uitwendige omtrek van de overgangszone wordt geïnjecteerd, kan worden bereikt. Dit laatstgenoemde octrooi-15 schrift beschrijft de toepassing van een geschikte inrichting zoals een sonde waardoor de additionele koolwaterstofvoeding in de kern van de stroom verbrandingsgassen op een nagenoeg transversale wijze en in een richting vanaf de hartlijn of kern van de stroom verbrandingsgassen naar de wanden van de reactor kan worden geïnjecteerd. Door de werkwij-20 ze op deze wijze uit te voeren is gebleken, dat de verbrandingsgassen volledig worden gebruikt voor het beoogde doel van afschuiven, atomiseren en dispergeren van de oliedruppels. Het injecteren van voeding in het inwendige deel van de stroom verbrandingsgassen vindt in hetzelfde vlak plaats als waar de voeding vanuit de uitwendige omtrek van de 25 overgangszone naar het inwendige van de stroom verbrandingsgassen wordt geïnjecteerd. Met de in het Amerikaanse octrooischrift 3.922.335 beschreven werkwijze zijn bijzonder hoge debieten en grote opbrengsten mogelijk en kunnen roeten met een hoge kwaliteit worden bereid.

Echter zijn er omstandigheden, waarbij het gewenst is roeten op 30 een soortgelijke wijze als de bovengenoemde werkwijze te bereiden maar waarbij dan roeten met verschillende eigenschappen moeten worden verkregen. In het bijzonder is het gewenst roeten met goede hysteresis-eigenschappen en een kleursterkte, welke geringer is dan normaal te bereiden. De modificatie van de modulaire of trapsgewijs uitgevoerde 35 werkwijze, waarmee het mogelijk is roeten met een verbeterde hysteresis en een geregelde kleursterkte te bereiden omvat het nagenoeg radiaal injecteren van een deel van de vloeibare koolwaterstofvoeding in de vorm van massieve stromen, in de stroom verbrandingsgassen vanuit de omtrek ervan op een plaats waar de stroom verbrandingsgassen nog niet 40 de maximale snelheid heeft bereikt, d.w.z. voor ongeveer het midden van 84 0 3 9 0 6 ft * 3 de overgangszone· De voeding -wordt geïnjecteerd via onbelemmerde ope-ningen vanuit de uitwendige of inwendige omtrek van de stroom verbrandingsgassen en wel nagenoeg radiaal in de stroom met lagere snelheid·

Echter wordt bij voorkeur de voeding in de stroom verbrandingsgassen 5 welke nog een lage snelheid bezit» vanuit de inwendige omtrek radiaal in de stroom verbrandingsgassen geïnjecteerd. Bij de onderhavige trapsgewijs uitgevoerde werkwijze wordt de maximale snelheid van de stroom verbrandingsgassen bereikt bij ongeveer het midden van de overgangszone. Wanneer derhalve bijvoorbeeld de injectie via een sonde wordt uit-10 gevoerd kan de modificatie worden verkregen door het inbrengen van de sonde in de eerste of primaire verbrandingszone, zodat de voeding een stroom verbrandingsgassen penetreert, welke een lagere snelheid bezit.

Het werkelijke punt of vlak, waar de voeding in de stroom verbrandingsgassen, welke nog een lage snelheid bezit, wordt geïnjecteerd, kan aan-15 zienlijk worden gevariëerd naar gelang de gewenste specifieke kwaliteit of type van het roet.

Bij de bereiding van de hete verbrandingsgassen, welke voor het bereiden van roet volgens de uitvinding worden toegepast, wordt in een geschikte verbrandingskamer een vloeibare of gasvormige brandstof en 20 een stroom van een geschikt oxydatiemiddel zoals lucht, zuurstof, mengsels van lucht en zuurstof en dergelijke omgezet. Tot de brandstoffen, welke geschikt zijn voor gebruik bij het omzetten met de stroom oxydatiemiddel in de verbrandingskamer voor het verschaffen van de hete verbrandingsgassen behoort elk gemakkelijk brandbare gas-, damp- of vloei-25 stofstroom zoals waterstof, koolmonoxide, methaan, ethyn, alcoholen en kerosine. Gewoonlijk past men echter bij voorkeur brandstoffen met een hoog gehalte aan koolstof bevattende componenten en in het bijzonder koolwaterstoffen toe. Bijvoorbeeld zijn stromen, welke rijk aan methaan zijn zoals aardgas en gemodificeerd of verrijkt aardgas uitstekende 30 brandstoffen alsook andere stromen, welke een hoog gehalte aan koolwaterstoffen bevatten zoals velerlei koolwaterstofgassen en -vloeistoffen en nevenprodukten van raffinaderijen zoals ethaan, propaan, butaan en pentaanfracties, vloeibare brandstoffen en dergelijke. De in deze beschrijving gebruikte term "primaire verbranding" stelt de hoeveelheid 35 oxydatiemiddel, gebruikt in de eerste trap van de modulaire werkwijze ten aanzien van de hoeveelheid oxydatiemiddel, welke theoretisch vereist is voor de volledige verbranding van de koolwaterstoffen in de eerste trap onder vorming van kooldioxide en water voor. Op deze wijze wordt een stroom hete verbrandingsgassen verkregen, welke met een hoge 40 lineaire snelheid stroomt. Voorts is gevonden, dat een drukverschil 8403*06 4 t 4 tussen de verbrandingskamer en de reactiekamer van ten minste 1,0 p.s.i (6,9 kPa) en bij voorkeur van ongeveer 1,5 p.s.i. (10,3 kPa) tot 10 p.s.i. (69 kPa) gewenst is. Onder deze omstandigheden wordt een stroom gasvormige verbrandingsprodukten bereid, welke een voldoende kinetische 5 energie bezit om een roet vormende vloeibare koolwaterstofvoeding op een voldoende wijze te atomiseren onder vorming van de gewenste roet-produkten. De verkregen stroom verbrandingsgassen, welke afkomstig is van de primaire verbrandingszone bereikt een temperatuur van ten minste ongeveer 2400°F (1316°C). Bij voorkeur bedraagt deze temperatuur ten 10 minste ongeveer 3000°F (1649°C). De hete verbrandingsgassen worden in een stroomafwaartse richting tot een hoge lineaire snelheid opgestuwd welke verhoogd wordt door het leiden van de verbrandingsgassen in een omsloten overgangstrap met een kleinere diameter, welke indien gewenst taps kan zijn uitgevoerd of voorzien van obstakels zoals een gebruike-15 lijke venturibuis.

Bij de werkwijze volgens de uitvinding wordt het resterende deel van de totale hoeveelheid gebruikte vloeibare voeding van de inwendige of uitwendige omtrek van de stroom verbrandingsgassen in een nagenoeg radiale richting in de verbrandingsgassen geïnjecteerd op een punt, 20 waar de stroom verbrandingsgassen de maximale snelheid heeft bereikt, d.w.z. ongeveer het midden van de overgangszone. De voeding wordt nagenoeg radiaal in de vorm van massieve stromen door onbelemmerde openin-gen van de overgangszone in de verbrandingsgassen vanuit de uitwendige of inwendige omtrek ervan geïnjecteerd, waarbij een injectie vanuit de 25 uitwendige omtrek van de stroom verbrandingsgassen de voorkeur bezit. Met behulp van deze techniek betreffende het injecteren van vloeibare voeding worden roeten bereid, welke een verbeterde hysteresis aan rubber samenstellingen kunnen verlenen.

In'de tweede trap van de werkwijze stromen de verbrandingsgassen 30 met een zeer hoge snelheid en derhalve bestaat er een kinetische druk van het gas van ten minste 1,0 p.s.i. (6,9 kPa). De vloeibare roetvor-mende koolwaterstofvoeding, welke in de overgangszone of tweede zone in de verbrandingsgassen wordt geïnjecteerd, dient onder een voldoende druk te worden geïnjecteerd om een voldoende penetratie te verkrijgen, 35 zodat een hoge mate van mengen en afschuiven van de hete verbrandingsgassen en de vloeibare koolwaterstofvoeding wordt gewaarborgd. De vloeibare voeding wordt nagenoeg transversaal vanuit de uitwendige of inwendige omtrek van de stroom hete verbrandingsgassen in de vorm van een veelheid van massieve stromen (coherente stralen) geïnjecteerd, 40 welke op voldoende wijze in het inwendige gebied of kern van de stroom 8403996 * · 5 verbrandingsgassen penetreren.

Voor gebruik geschikte koolwaterstofvoedingen, welke onder de react ieomstandigheden gemakkelijk vervluchtigen zijn onverzadigde koolwaterstoffen zoals ethyn, alkenen zoals etheen, propeen en buteen, aroma-5 tische koolwaterstoffen zoals benzeen, tolueen en xyleen, bepaalde verzadigde koolwaterstoffen en vervluchtigbare koolwaterstoffen zoals kerosine, naftalenen, terpenen, ethyleenteren, aromatische raffinagefracties en dergelijke.

De derde trap van de modulaire werkwijze is een reactiezone, waar-10 mee een voldoende reactietijd wordt gerealiseerd voor het laten verlopen van de roetvormingsreactie voordat deze reactie door afschrikken wordt beëindigd. De verblijftijd hangt bij elk geval af van de betreffende omstandigheden van de werkwijze en het gewenste roet.

Nadat de roetvormingsreactie gedurende de gewenste tijd is verlo-15 pen, wordt de reactie door sproeien van een afschrikvloeistof zoals water onder toepassing van ten minste een reeks sproeimondstukken beëindigd. De hete afgevoerde gassen welke daarin gesuspendeerd de roetpro-dukten bevatten, worden vervolgens stroomafwaarts geleid, waar de trappen betreffende het koelen, afscheiden en verzamelen van het roet op 20 gebruikelijke wijze worden uitgevoerd. Bijvoorbeeld wordt het scheiden van het roet uit de gasstroom gemakkelijk met behulp van gebruikelijke inrichtingen zoals een precipitator, cycloon-afscheider, zakfilter of combinaties ervan tot stand gebracht.

Bij het in de praktijk brengen van de uitvinding worden onder de 25 hoeveelheid voeding, welke in de primaire verbrandingszone wordt geïnjecteerd en op het punt, waar de verbrandingsgassen de maximale snelheid hebben bereikt, alle hoeveelheden en verhoudingen verstaan, welke bijdragen tot de werkwijze, waarmee roeten worden verkregen, welke lagere kleursterktewaarden bezitten en aan rubbersamenstellingen met deze 30 roeten verbeterde hysteresis-eigenschappen verlenen. Bij voorkeur wordt een hoeveelheid van ongeveer 20-80% van de voeding voor het punt geïnjecteerd, waarbij de stroom verbrandingsgassen de maximale snelheid heeft bereikt, en de resterende hoeveelheid van de voeding wordt op het punt in de overgangszone geïnjecteerd, waarbij de stroom verbrandings-35 gassen de maximale snelheid heeft bereikt. In een bij voorkeur uitgevoerde uitvoeringsvorm wordt een hoeveelheid van ongeveer 40-60% van de voeding voor het punt geïnjecteerd, waarop de stroom verbrandingsgassen de maximale snelheid bezit en wordt het resterende deel van de voeding op het punt in de overgangszone geïnjecteerd, waar de stroom verbran-40 dingsgassen de maximale snelheid heeft bereikt.

8403906 6

*' 1 *0 I

Bij het uitvoeren van de trapsgewijze werkwijze volgens de uitvinding waarbij de voeding in meer dan één vlak of op meer dan één punt wordt geïnjecteerd, zijn de openingen waardoor de voeding wordt geïnjecteerd vooraf op een zodanige wijze aangebracht of gerangschikt dat 5 de hoeken worden gehalveerd. Op deze wijze wordt de voeding over een ruimere dwarsdoorsnede van de stroom verbrandingsgassen geïnjecteerd. Gebleken is echter, dat draaiing van de hoek van de openingen, waardoor de voeding wordt geïnjecteerd, van een hoek van minder dan 60°C in een richting, welke leidt naar een overlapping van de openingen, waarbij de 10 hoek 0e is, resulteert in de bereiding van roeten met een aanzienlijk verlaagde kleursterkte (tinting strength). Bij voorkeur variëert de hoek tussen de openingen van 0° tot ongeveer 30°, waarbij de meest bij voorkeur toegepaste hoek 0° is. De openingen, welke worden gedraaid, kunnen de openingen zijn, waardoor de voeding in de stroom verbran-15 dingsgassen, welke de maximale snelheid bezit, wordt geïnjecteerd of de openingen, welke gebruikt worden voor het injecteren van voeding in de stroom verbrandingsgassen, welke een lagere snelheid bezit. Bij voorkeur worden echter de openingen, waardoor voeding in de gasstroom met de lagere snelheid wordt geïnjecteerd, gedraaid.

20 De volgende proefmethoden worden toegepast voor het bepalen van de analytische en fysische eigenschappen van de volgens de uitvinding bereide roeten.

Joodadsorptiegetal

Dit werd bepaald volgens ASTM-norm D-1510-70.

25 Kleursterkte

De kleursterkte van een roetmonster wordt bepaald ten aanzien van een tint van een referentieroet uit de industrie volgens ASTM-norm D 3265-76a.

Dibutylftalaat (DBP)-absorptiegetal 30 Het DBP-absorptiegetal van een roet wordt bepaald volgens de ASTM- norm D 2414-76. De vermelde gegevens geven aan of het roet al dan niet een vlokkige of pelletvorm bezit.

"Gebroken" dibutylftalaat absorptiegetal (CDBP).

Een roetpellet wordt aan een verkleiningsbewerking onderworpen 35 waarna de structuur overeenkomstig ASTM D-3493-79 wordt bepaald.

Modulus en treksterkte

Deze fysische eigenschappen worden overeenkomstig de methoden, zoals beschreven in ASTM D-412 bepaald. In het kort gesteld heeft de modulusmeting betrekking op de trekkracht in kg/cm2} welke waargenomen 40 wordt, wanneer een monster van gevulcaniseerde rubber tot 300% van de 8403906 7 oorspronkelijke lengte wordt gestrekt. De meting van de treksterkte is een bepaling van de trekkracht in kg/em2, welke vereist is om een monster van gevulcaniseerde rubber bij een trekproef te doen scheuren of breken.

5 Extrusiekrimp

Dit wordt bepaald volgens ASTM D-2330-37 (methode B).

Terugstuitvermogen ("Rebound")

Dit wordt bepaald volgens de methode zoals vermeld in ASTM D-1054.

10 De uitvinding wordt aan de hand van de onderstaande voorbeelden nader toegelicht. Echter zijn er vele andere uitvoeringsvormen van de werkwijze volgens de uitvinding mogelijk, welke voor een deskundige voor de hand liggen. Op grond hiervan dienen de voorbeelden niet beperkend te worden uitgelegd.

15

Voorbeeld I

In dit voorbeeld wordt een geschikte reactie-inrichting, welke voorzien is van middelen voor het toevoeren van de reagentia, welke de verbrandingsgassen produceren, d.w.z. een brandstof en een oxydatiemid-20 del hetzij als afzonderlijke stromen hetzij als voorverbrande gasvormige rèactieprodukten aan de primaire verbrandingszone en ook middelen voor het toevoeren van de roet vormende koolwaterstoftoevoer welke zowel longitudinaal als aan de omtrek verplaatsbaar zijn can het instellen van de plaats van de radiale inwaarts of uitwaarts gerichte injectie 25 van de voeding in de stroom verbrandingsgassen mogelijk te maken. De inrichting kan van elk geschikt materiaal zoals metaal zijn vervaardigd en hetzij voorzien zijn van een vuurvaste isolatie hetzij omgeven zijn door een koelmiddel zoals een recirculerende vloeistof, welke bij voorkeur water is. Voorts is de reactieinrichting voorzien van temperatuur-30 en drukmeetapparatuur, middelen voor het afschrikken van de roetvormen-de reactie zoals sproeimondstukken, middelen voor het afkoelen van het roetprodukt en middelen voor het afscheiden en winnen van het roet uit andere ongewenste bijprodukten. Bij het uitvoeren van dit voorbeeld kan elke geschikte brander in de primaire of eerste trap van de verbranding 35 worden gebruikt, waarin een primaire verbranding van 240% kan worden verkregen. De verbrandingsgassen van de eerste trap met een primaire verbranding van 240% worden gevormd door het inleiden in de verbrandingszone van de inrichting van op 633°K voorverwarmde lucht in een hoeveelheid van 3,146m3/sec en aardgas in een hoeveelheid van 0,135 40 m^/sec onder vorming van een stroom verbrandingsgassen welke in stroom- 8403906 8 afwaartse richting met een hoge lineaire snelheid wegstroomt. De helft van de hoeveelheid van een geschikte vloeibare koolwaterstofvoeding, welke in een totaal debiet van 0,662 1/sec via 3 onbelemmerde openingen, welke een grootte van 2.26 mm bezitten, wordt ingébracht, wordt 5 radiaal vanaf de uitwendige omtrek als massieve stromen in de stroom verbrandingsgassen op een punt, dat 355,6 mm stroomopwaarts van het vlak, waar de stroom verbrandingsgassen de maximum snelheid bereikt, d.w.z. ongeveer op de helft van de overgangszone, toegevoerd. De snel stromende stroom verbrandingsgassen komt in een tweede of overgangszo-10 ne, welke een kleinere dwarsdoorsnede/diameter bezit om de lineaire snelheid van de stroom verbrandingsgassen te verhogen. De resterende helft van de vloeibare voeding wordt vervolgens nagenoeg transversaal in de vorm van massieve stromen in de verkregen stroom hete verbrandingsgassen geïnjecteerd vanuit de uitwendige omtrek ervan en gericht 15 naar de kern van de verbrandingsgassen via 3 onbelemmerde openingen, welke elk een grootte van 2,26 mm bezitten op ongeveer het midden van de overgangszone, waar de maximale snelheid van de verbrandingsgassen wordt bereikt. De overgangszone van de inrichting heeft een diameter van 264 mm en een lengte van 279 mm. De reactorsectie bezit een diame-20 ter van 457 mm en de reactie wordt door afschrikken op een punt, dat 2,13 m stroomafwaarts van het vlak ligt, waar de stroom verbrandingsgassen de maximale snelheid bereikt, d.w.z. ongeveer het midden van de overgangszone beëindigd. De reactie wordt zodanig uitgevoerd, dat de "algehele verbranding" van de werkwijze 35% bedraagt. In dit voorbeeld 25 waren de openingen, waardoor de voeding in de stroom verbrandingsgassen met een lagere snelheid werd geïnjecteerd op een zodanige wijze aan de omtrek aangebracht, dat de injectie van de voeding plaatsvond onder een hoek van 60° ten opzichte van de openingen, waardoor de voeding in nagenoeg het midden van de overgangszone werd geïnjecteerd. De analyti-30 sche en uiterlijke eigenschappen van dit roet worden in de tabellen A-C weergegeven, waarbij dit roet als controle voor het roet van voorbeeld II wordt gebruikt.

Voorbeeld II

Onder toepassing van de werkwijze en inrichting van voorbeeld I 35 werden in de primaire verbrandingszone op 644°K voorverwarmde lucht in een hoeveelheid van 3,146 m-Vsec en aardgas in een hoeveelheid van 0,135 mVsec geleid ter bereiding van de verbrandingsgassen met een primaire verbranding van 240%. 60% van de vloeibare voeding, welke met een totaal debiet van 0,657 1/sec werd geïnjecteerd, werd vervolgens 40 vanuit de inwendige omtrek radiaal in de stroom verbrandingsgassen in- 8403906 « 9 .

geleid op een plaats, welke 355,6 mm stroomopwaarts van het punt lag, waar de stroon verbrandingsgassen de maximale snelheid bereikt. De in dit voorbeeld toegepaste voeding is een "EXXON-olie” met een koolstofgehalte van 88,6 gew.%, een waterstofgehalte van 7,82 gew.%, een zwa-5 velgehalte van 3,2 gew.%, een waterstof:koolstofverhouding van 1,05, een BMCI-korrelatie index van 128, een specifieke dichtheid volgens ASTM-D-287 van 1,09, een API-dichtheid volgens ASTM-D-287 van -1,1, een SSU-viscositeit (ASTM-D-88) bij 130°F van 292, een SSU-viscositeit (ASTM-D-88) bij 210°F van 55 en een asfaltenengehalte van 4,3 gew.%. De 10 voeding werd als massieve stromen in een radiale richting via 3 onbelemmerde openingen geïnjecteerd, welke elk een diameter van 2,54 mm hadden. De resterende 40% van de vloeibare voeding werd radiaal als massieve stromen vanuit de uitwendige omtrek in de stroom verbrandingsgassen geleid via 3 onbelemmerde openingen, welke een grootte van 1,98 15 mm hadden, op een punt, waar de stroom verbrandingsgassen de maximum snelheid had bereikt, d.w.z. ongeveer op het midden van de overgangszone. De reactie werd bij een algeheel verbrandingspercentage van 35,2% uitgevoerd en werd met water op een punt, dat 2,13 m stroomafwaarts van het vlak, waar de stroom verbrandingsgassen de maximale snelheid had 20 bereikt, afgeschrikt. In dit geval waren de openingen, waardoor de voeding in de stroom verbrandingsgassen met de lage snelheid werd geïnjecteerd, op een zodanige wijze aan de omtrek aangebracht, dat de voeding werd geïnjecteerd onder een hoek van 15° ten opzichte van de openingen, waardoor de voeding in de stroom verbrandingsgassen in het midden van 25 de overgangszone werd geïnjecteerd. De analytische en fysische eigenschappen van de roeten worden in de tabellen A-C weergegeven.

TABEL A

Analytische eigenschappen__ 30 Voorbeeld nr. 1_2_

Joodgetal, mg^/g roet 107 105

Kleursterkte, % 112 109 DBP-absorptie, pellets, ml/100 g 127 124 CDBP (24M4), ml/100 g_104 102 35

De geschiktheid van de roeten volgens de uitvinding als lage hysteresis veroorzakende versterkende middelen voor rubbersamenstellingen wordt duidelijk in de onderstaande tabellen geïllustreerd. Bij het evalueren van de roeten werden de rubberformuleringen gemakkelijk volgens 40 gebruikelijke methoden bereid. Bijvoorbeeld werden de rubber en het 8403906 J v -v- 10 roet innig gemengd in een gebruikelijke menginrichting van een. type, dat normaliter voor het mengen van rubber of kunststoffen wordt toegepast zoals een Banbury menginrichting en/of wals voor het waarborgen van een voldoende dispersie. De rubberformuleringen worden volgens ge-5 standaardiseerde industrieformuleringen voor een natuurrubber en een synthetische rubber bevattende formulering gecompoundeerd. De resulterende vulcanisaten werden gedurende een tijd gevulcaniseerd, welke afgestemd was op het bepalen van de betreffende fysische eigenschap. Bij het beoordelen van het roet volgens de uitvinding werden de onderstaan-10 de formuleringen gebruikt, waarin de hoeveelheden als gewichtsdelen worden aangegeven.

TABEL B

Rubberformuleringen 15 _

Ingrediënt Formulering A Formulering B

Natuurrubber Synthetisch rubber recept recept _ASTM-D-3192-79_ASTM-D-3191-79 20 Polymeer (natuurrubber) (SBR 1500 - 23,5% styreen, 76,5% butadieen) ___100__100_

Zinkoxide_5_3_ 25 Zwavel_2^5_1,75_

Stearinezuur _3_1_

Mercaptobenzo- 0,6 - thiazyldisulfide_ N-tert.butyl-2-benzo- - 1 30 thiazoolsulfeenamide

Roet_50__50_ 8403906 * «ί- ££ » 11

TABEL C

Fysische eigenschappen van natuurrubber- en synthetische rubber-vulcanisaten.

5 Roet

Voorbeeld_ Vb. 1* Vb. 2*

Formulering A (natuurrubber ASTM-D-3192-79) 300% Modulus, 30 min., psi +180 +175 300% Modulus 30 min., (MPa) (+1,241) (+1,207) 10 Treksterkte, 30 min., psi -18 -80

Treksterkte, 30 min., (MPa) (-0,124) (-0,552)

Terugstuitvermogen, 40 min, % -5,5 -4,2

Formuelring B (SBR 1500) ASTM-D-3191-791) 15 300% Modulus, 35 min., psi + 38 -100 300% Modulus, 35 min., (MPa) (+0,262) (-0,690) 300% Modulus, 50 min., psi +125 - 40 300% Modulus, 50 min., (MPa) (+0,862) (-0,276)

Treksterkte, 50 min., psi - 10 -225 20 Treksterkte, 50 min., (MPa) (-0,069) (-1,552)

Extrusiekrimp, % 8990

Terugstuitvermogen, 60 min. % -4,3 -3,8 25 * De gegevens worden t.o.v. IRB nr. 5 verstrekt.

Dit de gegevens van de tabellen A-C kan worden afgeleid, dat een vermindering van de hoek tussen de openingen, waardoor de voeding wordt geïnjecteerd in de stroom verbrandingsgassen met een lagere snelheid en 30 bij de overgangszone een vermindering van de kleursterkte van het bereide roet teweegbrengt. Bovendien is het waard te vermelden, dat de waarden voor het terugstuitvermogen van zowel de natuurrubber- als de synthetische rubberformulering eveneens zijn verbeterd.

Voorbeeld III

35 De werkwijze en inrichting, welke in voorbeeld III wordt toege past, komt overeen met die van voorbeeld II. Het doel van dit voorbeeld is het aantonen van het effect van het variëren van de hoek tussen de openingen waardoor de voeding werd geïnjecteerd in de stroom verbrandingsgassen met de lagere snelheid en bij het punt van de maximale 40 snelheid. De hoek werd gevariëerd door het aan de omtrek draaien van de 8403806 ./ ♦.

12 plaats van de openingen waardoor de voeding werd geïnjecteerd in de stroom verbrandingsgassen met de lagere snelheid. In de onderstaande tabel D worden de gegevens, welke bij het variëren van de hoeken van een 60°-positie, een 30°-positie, een 15°-positie en tenslotte een 5 0°-positie (overlappend) werden waargenomen, vermeld. De gegevens vertonen een neiging na afnemende waarden voor de kleursterkte wanneer de hoek tussen de openingen in de vlakken van injectié wordt verminderd, waarbij de laagste kleursterkte optreedt bij de overlappende hoekposi-tie (0°). Bovendien vertonen de gegevens een duidelijke neiging tot het 10 verminderen van de DBP-waarde van vlokkig roet. Derhalve kan met de methode volgens de uitvinding de structuur van roeten op een andere wijze dan met behulp van kaliumtoevoegsels, welke andere eigenschappen op negatieve kunnen beïnvloeden, worden geregeld.

15 TABEL D

Hoek tussen de openingen waardoor 60 30 15 0 de voeding wordt geïnjecteerd, graden

Joodgetal, mg^/g roet 114 111 112 111 20 Kleursterkte, % 113 108 109 107 DBP-absorptie, vlokkig, ml/100 g 1,48 140 138 132.

Hoewel de uitvinding is beschreven met behulp van bepaalde uitvoe-25 ringsvormen wordt benadrukt, dat de uitvinding hiertoe niet is beperkt. Duidelijk is, dat velerlei variaties en modificaties kunnen worden aangebracht, welke voor een deskundige voor de hand liggen en alle binnen de omvang van de uitvinding vallen.

8403906

Claims

1. Werkwijze voor het bereiden van ovenroeten, waarbij een brandstof en een oxydatiemiddel in een eerste zone worden omgezet voor het verschaffen van een stroom hete verbrandingsgassen, welke voldoende 5 energie bezit om een roetvormende vloeibare koolwaterstofvoeding tot roet om te zetten en waarbij in een tweede zone vloeibare koolwater-stofvoeding perifeer wordt geïnjecteerd in de vorm van een aantal massieve stromen (coherente stralen), in de stroom verbrandingsgassen op een punt, waarbij de stroom verbrandingsgassen de maximale snelheid 10 heeft bereikt, in een richting welke nagenoeg transversaal is ten aan-zien van de stroomrichting van de stroom verbrandingsgassen en onder een voldoende druk voor het bereiken van een penetratiegraad, welke vereist is voor een voldoende afschuiving en menging van de voeding, en waarbij in een derde zone de voeding wordt ontleed en in roet omgezet 15 voordat de roetvormingsreactie door afschrikken wordt beëindigd en vervolgens koelen, afscheiden en winnen van het verkregen roet, met het kenmerk, dat een deel van de vloeibare koolwaterstofvoeding in de vorm van een aantal massieve stromen radiaal in de stroom verbrandingsgassen vanuit de omtrek ervan wordt geïnjecteerd voor het punt, waar de stroom 20 verbrandingsgassen de maximale snelheid bereikt en het resterende deel van de voeding in de vorm van een aantal massieve stromen nagenoeg radiaal in de stroom verbrandingsgassen vanuit de omtrek ervan op ongeveer het midden van de overgangszone wordt geïnjecteerd, waar de stroom verbrandingsgassen de maximale snelheid heeft bereikt en de hoek tussen 25 de openingen, waardoor elk deel van de voeding wordt ingeleid tot een hoek van minder dan 60° wordt ingesteld voor het bereiden van een roet welke een lagere kleursterkte dan normaal bezit en welke in staat is verbeterde hysteresis-eigenschappen aan rubbersamenstellingen te verlenen.

2. Werkwijze volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de hoek tussen de openingen, waardoor de delen van de voeding worden geïnjecteerd, van 0 tot ongeveer 30® variëert.

3. Werkwijze volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de hoek tussen de openingen, waardoor de delen van de voeding worden geïnjec- 35 teêrd 0® is.

4. Werkwijze volgens een of meer der conclusies 1-3, met het kenmerk, dat de hoeveelheid vloeibare voeding, welke in de stroom verbrandingsgassen wordt geïnjecteerd voor het punt, waarop de stroom verbrandingsgassen de maximale snelheid bereikt, variëert van ongeveer 20 tot 40 80% van de totale te injecteren hoeveelheid voeding, en het resterende 8403305 deel van de vloeibare voeding op ongeveer het midden van de overgangszone wordt ingeleid.

5. Werkwijze volgens een of meer der conclusies 1-4, met het kenmerk, dat de hoeveelheid vloeibare voeding, welke in de stroom verbran-5 dingsgassen wordt geleid voor het punt, waarbij de stroom verbrandingsgassen de maximale snelheid bereikt, van ongeveer 40 tot 60% van de totale hoeveelheid te injecteren voeding varieert, en het resterende deel van de vloeibare voeding op ongeveer het midden van de overgangszone wordt ingeleid.

6. Werkwijze volgens een of meer der conclusies 1-5, met het ken merk, dat de vloeibare koolwaterstofvoeding, welke in de stroom verbrandingsgassen wordt geïnjecteerd voor het punt, waarbij de stroom verbrandingsgassen de maximale snelheid heeft bereikt, in een nagenoeg transversale richting vanuit de inwendige omtrek van de stroom verbran-15 dingsgassen wordt geïnjecteerd.

7. 'Werkwijze volgens een of meer der conclusies 1-6, met het kenmerk, dat de vloeibare koolwaterstofvoeding, welke in de stroom verbrandingsgassen wordt geïnjecteerd op het punt, waar de maximale snelheid wordt bereikt, in een nagenoeg transversale richting vanuit de 20 uitwendige omtrek van de stroom verbrandingsgassen wordt geïnjecteerd.

8. Werkwijze volgens een of meer der conclusies 1-7, met het kenmerk, dat de vloeibare koolwaterstofvoeding, welke in de stroom verbrandingsgassen wordt geïnjecteerd voor het punt, waarbij de stroom verbrandingsgassen de maximale snelheid bereikt, in een nagenoeg trans- 25 versale richting vanuit de inwendige omtrek van de stroom verbrandingsgassen wordt geinjecteerd en de vloeibare koolwaterstofvoeding, welke in de stroom verbrandingsgassen wordt geïnjecteerd op.een punt, waar de maximale snelheid wordt bereikt, in een nagenoeg transversale richting vanuit de uitwendige omtrek van de stroom verbrandingsgassen wordt ge-30 injecteerd.

9. Werkwijze volgens conclusie 8, met het kenmerk, dat de hoek, waardoor de delen van de voeding worden geïnjecteerd, van 0° tot ongeveer 30° varieert.

10. Produkt, geheel of ten dele bestaande uit roeten, verkregen 35 overeenkomstig de werkwijze volgens een of meer der conclusies 1-9. ********** 84 0 3 9 0 6