專(zhuān)利名稱(chēng)：一種高比表面積炭黑的生產(chǎn)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種炭黑的生產(chǎn)方法，具體涉及一種高比表面積炭黑的生產(chǎn)方法。
背景技術(shù)：
炭黑的比表面積是炭黑的三大特性之一，它對(duì)炭黑本身的性質(zhì)及其應(yīng)用有著重要 影響?，F(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展，尤其是在能源等領(lǐng)域，對(duì)炭黑的性能提出了越來(lái)越高的要求，要求 炭黑具有較高的比表面積。高比表面積炭黑當(dāng)前最重要的應(yīng)用是新能源汽車(chē)上。歐、美及日本均大量的投入 人力、物力和財(cái)力進(jìn)行新能源汽車(chē)的開(kāi)發(fā)，其中以鋰電池為動(dòng)力的電動(dòng)汽車(chē)是主要研制對(duì) 象，而其核心技術(shù)就是鋰離子電池技術(shù)的開(kāi)發(fā)，而鋰離子電池的核心技術(shù)就是比容量、循環(huán) 壽命和安全性的提高。高比表面積炭黑是電池中不可缺的添加劑，它的性能直接關(guān)系到電 池的核心技術(shù)實(shí)施和電池的性?xún)r(jià)比。目前常見(jiàn)的普通炭黑，其比表面積一般在300m2/g以下，這種炭黑難以滿(mǎn)足上述領(lǐng) 域的應(yīng)用要求。目前常見(jiàn)的普通炭黑一般采用油路法生產(chǎn)，炭黑由原料油在反應(yīng)爐內(nèi)進(jìn)行 不完全燃燒后生成。在生產(chǎn)過(guò)程中，炭黑在反應(yīng)爐內(nèi)停留時(shí)間一般小于0. ls，生成溫度不 高于1500°C，而且沒(méi)有添加任何的活化劑，所以這樣的工藝得到的炭黑比表面積不高。此 外，國(guó)內(nèi)外生產(chǎn)的高比表面積炭黑達(dá)數(shù)十種之多，但其技術(shù)指標(biāo)差異較大，至今未見(jiàn)油爐法 生產(chǎn)高比表面積炭黑的報(bào)道。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種生產(chǎn)高比表面積的炭黑的方法以滿(mǎn)足對(duì)高比表面積炭 黑的需求。本發(fā)明解決上述技術(shù)問(wèn)題的技術(shù)方案為一種高比表面積炭黑的生產(chǎn)方法，包括 燃燒步驟和生成步驟，在燃燒步驟中加入活化劑，所述活化劑為含有羥基、羧基、羰基或酯 基中的至少一種官能團(tuán)的物質(zhì)。作為優(yōu)選所述活化劑的加入量為原料質(zhì)量的1_30%。作為優(yōu)選所述活化劑加入時(shí)的壓力不低于0. 3MPa。作為優(yōu)選在生成步驟中，延長(zhǎng)炭黑生成時(shí)間。進(jìn)一步的炭黑生產(chǎn)時(shí)間控制為0. Hs。進(jìn)一步的在炭黑生成步驟中，提高生成溫度。更進(jìn)一步的炭黑生成步驟中的生成溫度為為1500_1650°C。本發(fā)明的有益效果為經(jīng)過(guò)大量實(shí)驗(yàn)證明，本發(fā)明中合適類(lèi)型的活化劑的添加是 獲得高比表面積炭黑的關(guān)鍵；反應(yīng)爐是原料油入爐、霧化、活化劑與高溫燃余氣快速混合的 關(guān)鍵部位，為了滿(mǎn)足高比表面積炭黑生產(chǎn)時(shí)熱力學(xué)和動(dòng)力學(xué)的需要，本發(fā)明在反應(yīng)爐中引 入合適的活化劑，利用活化劑在高溫燃?xì)庵信c原料油充分混合、反應(yīng)，快速并大量形成晶核 以使炭黑具有較高的結(jié)晶度和更高的比表面積。另外，發(fā)明人通過(guò)大量實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，炭黑生成CN 102134408 A
說(shuō)明書(shū)
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時(shí)間(即在反應(yīng)爐中的停留時(shí)間)以及炭黑生成時(shí)的溫度，對(duì)于炭黑的比表面積影響都較 大，通過(guò)調(diào)節(jié)炭黑生產(chǎn)工藝中的空氣和原料油的比例(即風(fēng)油比)，以獲得生產(chǎn)高比表面積 炭黑所需的高溫；通過(guò)改變急冷水槍的位置以控制炭黑在反應(yīng)爐內(nèi)的生長(zhǎng)時(shí)間，最終獲得 各種高比表面積的炭黑。采用本方法能得到比表面積高于300m2/g的炭黑，最高可達(dá)1500m2/g，而且生產(chǎn)工 藝簡(jiǎn)單，操作性強(qiáng)，利于迅速推廣應(yīng)用。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合具體實(shí)施方式
對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)描述，但不應(yīng)將此理解為本發(fā)明 上述主題的范圍僅限于下述實(shí)施例。實(shí)施例1在炭黑生產(chǎn)時(shí)，在反應(yīng)爐中添加占原料油質(zhì)量比例為的辛醇作為活化劑，活化 劑加入時(shí)壓力為1.6MPa，反應(yīng)溫度為1650°C，炭黑生成時(shí)間為ls，最后所生產(chǎn)的炭黑比表 面積為320m2/g。實(shí)施例2在炭黑生產(chǎn)時(shí)，在反應(yīng)爐中添加占原料油質(zhì)量比例為15%的硬脂酸鈣作為活化 劑，活化劑加入時(shí)壓力為0. 8MPa，反應(yīng)溫度為1600°C，炭黑生成時(shí)間為0. 5s，最后所生產(chǎn)的 炭黑比表面積為500m2/g。實(shí)施例3在炭黑生產(chǎn)時(shí)，在反應(yīng)爐中分別添加占原料油質(zhì)量比例各為15%的羰基鎳和硬脂 酸甘油酯作為活化劑，活化劑加入時(shí)壓力為0. 3MPa，反應(yīng)溫度為1500°C，炭黑生成時(shí)間為 0. ls，最后所生產(chǎn)的炭黑比表面積為650m2/g。實(shí)施例4在炭黑生產(chǎn)時(shí)，在反應(yīng)爐中分別添加占原料油質(zhì)量比例各為10%的丙酮和乙二醇 作為活化劑，活化劑加入時(shí)壓力為1. 2MPa，反應(yīng)溫度為1600°C，炭黑生成時(shí)間為2s，最后所 生產(chǎn)的炭黑比表面積為1500m2/g。
權(quán)利要求
1.一種高比表面積炭黑的生產(chǎn)方法，包括燃燒步驟和生成步驟，其特征在于在燃燒 步驟中加入活化劑，所述活化劑為含有羥基、羧基、羰基或酯基中的至少一種官能團(tuán)的物 質(zhì)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高比表面積炭黑的生產(chǎn)方法，其特征在于所述活化劑的加 入量為原料質(zhì)量的1_30%。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高比表面積炭黑的生產(chǎn)方法，其特征在于所述活化劑加入 時(shí)的壓力不低于0. 3MPa。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高比表面積炭黑的生產(chǎn)方法，其特征在于在生成步驟中，延 長(zhǎng)炭黑生成時(shí)間。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的高比表面積炭黑的生產(chǎn)方法，其特征在于炭黑生長(zhǎng)時(shí)間控 制為 0. l-2s。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的高比表面積炭黑的生產(chǎn)方法，其特征在于在炭黑生成步驟 中，提高生成溫度。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的高比表面積炭黑的生產(chǎn)方法，其特征在于炭黑生成步驟中 的生成溫度為1500-1650°C。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種高比表面積炭黑的生產(chǎn)方法，屬于炭黑生產(chǎn)技術(shù)領(lǐng)域，本發(fā)明在燃燒步驟中加入活化劑，所述活化劑為含有羥基、羧基、羰基或酯基中的至少一種官能團(tuán)的物質(zhì)，將炭黑生長(zhǎng)時(shí)間控制為0.1-2s，炭黑生成步驟中的生成溫度為1500-1650℃，采用本方法能得到比表面積高于300m2/g的炭黑，最高可達(dá)1500m2/g，能滿(mǎn)足于對(duì)高比表面積炭黑的需求，而且生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單，操作性強(qiáng)，利于迅速推廣應(yīng)用。
文檔編號(hào)C09C1/50GK102134408SQ201010611478
公開(kāi)日2011年7月27日 申請(qǐng)日期2010年12月29日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月29日
發(fā)明者劉敏, 張質(zhì), 李兵紅 申請(qǐng)人:中橡集團(tuán)炭黑工業(yè)研究設(shè)計(jì)院