SU711078A1 - Способ получени сажи - Google Patents

Description

Изобретение относитс  к технологии получени  сажи путем термического разложени  углеводородного сырь  в продуктах сгорани  топлива и может использоватьс  дл  получени  активных печных саж, примен емых в качестве наполнителей дл  полимерных композиций. Известен способ получени  сажи, включающий термическое разложение угле водородного сырь  в продуктах сгорани  топлива с воздухом при 1380-140О С, закалку сажегазовых продуктов водой до 65О-75О°С и последующее охлаждение через стенку до 56О-44О°С с помощью воздуха, подаваемого на сгорание топлива . При этом воздух, подаваемый пр моточно сажегазовым продуктам, нагревают до 370-400°С из. Недостаток этого способа - повышенные энергозатраты. Наиболее близким к предлагаемому  вл етс  способ получени  сажи, включаю щий разложение углеводородного сырь  В продуктах сгорани  топлива с воздухом , закалку сажегазовых продуктов до 650-750 С и RX последующее ахлаждение через стенку воздухом, подаваемым на сгорание топлива. Последующее охлаждение сажегазовых продуктов ведут до 40О-55О С, а воздух нагревают до ЗОО-35О°С, при этом сажегазовые продукты и воздух направл ют противотоком 123. Недостаток такого процесса - недостаточно высокие усиливающие свойства сажи в полимерных композици х, а также большие энергозатраты на подогрев воздуха до более высоких температур при тех же поверхност х теплообмена. Низкие усиливающие свойства сажи объ сн ютс  тем, что не контролируетс  скорость охлаждени  сажи в зоне температур сажи выше 550 С. Цепь изобретени  - повышение усиливающих свойств сажи в полимерных композици х и снижение энергозатрат на получение сажи. 3 Цель достигаетс  тем, что в способе включающем разложение углеводородного сырь  в продуктах сгорани  топлива с воздухом и закалку сажегазовых продуктов (до 75О-65О°С), ах последующе охлаждение через стенку воздухом, пода ваемым на сгорание топлива, ведут до 6ОО-55О°С со скоростью 1ООО-4ООО град/с и до 5ОО-4ОО С со скоростью 400-800 град/с, охлаждение воздухом через стенку до бОО-ббО с ведут при подаче сажегазовых продуктов и воздуха пр мотоком и до 5ОО-4ОО С - противотоком . Выбор нижнего предела скорости охлаждени  в диапазоне 1ООО-4ООО град/с при охлаждении до 6ОО-55О С обоснован тем, что при уменьшении ее ниже ЮОО град/с резко возрастает вре м  пребывани  сажи в зоне высоких температур, что снижает усиливающие свойства сажи, уменьша  предел прочности полимерных композиций. Верхний предел скорости охлаждени  4000 град/с объ сн етс  тем, что при более высокой скорости врем  пребывани  сажи в зрне высоких температур не обеспечивает нагрев большой массы, воздуха , требуемой дл  горени  топлива в реакторе. Пределы скоростей 400-800 град/с при охлаждении до 5ОО-4ОО С выбираю с  экспериментальным путем из соображени  снижени  энергозатрат. П р и м е р. В печь аксиально подаю смесь 50% термогазойл  и 50% антраценового масла в количестве 8ОО кг/ч; 8 тангенциально в зону горени  подают газ пропан-бутан в количестве 85нм/ч, вместе с которым подают воздух 290О HMV4. Температура газа на входе 2О°С, температура воздуха . В камере сгорани  печи топливо сгорает с воздухом, образу  поток гор чих продуктов горени . Сырье в продуктах горени  разлагают при 1450 Cj образующиес  сажегазовые прод: кты закаливают водой до температура подаваемой в реактор воды После закалки образуетс  саже-газопарова  смесь, которую о,хлаждают до 600-55О С со скорост ми ЮОО, 1500, 2500, 4ООО град/с через стенку воздухом (подаваемым пр мотоком), который при этом нагревают до 21О-250°С, затем смесь дополнительно охлаждают воздухом, подаваемым противоточно, до 50О-400°С со скоростью 400, 5ОО, 6ОО и 8ОО град/с, при этом воздух нагревают до 410-49О°С. После охлаждени  до 5ОО-4ОО.°С саже-газовую смесь орошают дополнительно водой до 250°С и подают в фильтры, где происходит отделение сажи от газов, затем сажа поступает в отделение обработки на гранул цию. i По предлагаемому спосоЬу получают сажи ПМ-ЮО с выходом 56,6% от веса сырь . В таблице представлены свойства сажи и резиновых смесей на ее основе по известному и предлагаемому способам. Таблица

Скорость охлаждени  СГС в первой стадии охлаждени , град/с

Температура СГС после первой стадии, С

Температура воздуха после первой стадии, °С

Скорость охлаждени  СГС во второй стадии охлаждени , град/с

4000

15002500

ЮОО

58О

550

59О

6ОО

25О

230

240

210

5ОО

6ОО

800

4ОО

Температура СГС после

второй стадии, С

Температура воздуха после второй стадии,

°С Удельный расход топлива на 1 кг сырь , кг Количество тепла, возвращаемое в процесс с воз20000О духом, ккал/ч Показэтели са

- сажегазова  смесь ;

-ч

- определ етс  методом измерени  дифференциальных тегшот адсорбции сажей бутана -1 (при степени заполнени  О,О2)

Из таблицы видно, что предлагаемый способ обеспечивает получение сажи, котора  дает повьшение предела прочноети резины при разрыве дл  шин до 27О кгс/см (251 кгс/см по известному способу и снижает потери на истирание на МИР-1, смЗ/кВт.ч с 200 до 16О.

45О

50О

400

460

47547О

410

490

Применение пр моточно-противоточного способа охлаждени  снижает энергозатраты на процесс получени  сажи, что составл ет экономию в 1 млн. р. только по одному заводу технического углерода, выпуск сажи которого составл ет 100 тыс. в год. 0,212 0,190,2 450ООО 425ООО 470ООО 38000О

Предлагаемый способ обеспечивает возврат.тепла в процесс в количестве 4ООООО ккал/ч (против 155ООО 2ООООО ккал/ч) и снижение удельного расхода сырь  и топлива, что уменьшает энергозатраты на получение сажи.

Claims (2)

1. Формула изобретени  1. Способ получени  сажи, примен емой , преимущественно, в качестве наполнител  дл  полимерных композиций, включающий разложение углеводородного сырь  в продуктах сгорани  топлива с воздухом, закалку сажегазовых продуктов и их последующее охлаждение через стенку воздухом, подаваемым на сгорание топлива, отличающийс 

   тем, что, с целью повыщени  усиливаю110788

   ЩИ.Х свойств сажи в полимерных компо ,зици .х и снижени  энергозатрат, охлаждение ведут до 600-550°С со скоростью 1ООО-40ОО град/с и затем до 5005 со скоростью 4ОО-800 град/с.
2. 2. Способ поп, 1,отлича ющ и и с   тем, что охлаждение до 600550°С ведут при подаче сажегазовых продуктов и воздуха пр мотоком и до 500-400 С - противотоком.

   Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1. Каучук и резина . 1967, № 7, с. 42-45 .

   2 Зуев В. П. и др. Производство сажи , М., Хими , 1970, с. 117-129 (прототип).