環(huán)保型炭黑生產(chǎn)工藝技術(shù)的制作方法
【專利摘要】一種環(huán)保型炭黑生產(chǎn)工藝技術(shù)，包括以下步驟：1）選用低密度煤焦油CBO?01和乙烯焦油CBO?03以重量比10:0或8:2或7:3的比例進(jìn)行配比作為炭黑原料油；2）原料油在新型反應(yīng)爐的原料油槍噴咀出口到喉管端面的距離即NTD段與1800℃高溫旋轉(zhuǎn)雙氣流混合；3）延長喉管端面到一次急冷水槍的距離即QTD段，保證混合物中殘留的多環(huán)芳烴PAHS氧化分解。4）炭黑煙氣經(jīng)過主袋濾器收集分離，分離出的尾氣用于尾氣爐供熱及鍋爐發(fā)電，炭黑經(jīng)造粒干燥后儲存。本發(fā)明不僅能更徹底降低炭黑多環(huán)芳烴PAHS含量，而且可以避免普通環(huán)保炭黑后處理措施帶來的炭黑表面性能變化的缺點(diǎn)。
【專利說明】
環(huán)保型炭黑生產(chǎn)工藝技術(shù)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及炭黑生產(chǎn)領(lǐng)域，具體是生產(chǎn)極低含量多環(huán)芳烴PAHS的環(huán)保炭黑技術(shù)。
【背景技術(shù)】
[0002]常規(guī)炭黑產(chǎn)品中含有一定量的多環(huán)芳烴PAHS物質(zhì)，其中有相當(dāng)部分具有致癌性，如苯并α芘，苯并α蒽等，因此在此之前普通環(huán)保類炭黑終端產(chǎn)品很難達(dá)到長期人體接觸類材料對于多環(huán)芳烴PAHS的要求(18項(xiàng)之和含量< 1ppm)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明提供一種炭黑生成反應(yīng)中直接控制多環(huán)芳烴PAHS生成和殘留的環(huán)保型炭黑生產(chǎn)工藝技術(shù)。
[0004]本發(fā)明是通過如下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)的:一種環(huán)保型炭黑生產(chǎn)工藝技術(shù)，其特征在于包括以下步驟:
1)選用低密度煤焦油CB0-01和乙烯焦油CB0-03以重量比10:0或8:2或7:3的比例進(jìn)行配比作為炭黑原料油；
2)原料油在新型反應(yīng)爐的原料油槍噴咀出口到喉管端面的距離即NTD段與1800°C高溫旋轉(zhuǎn)雙氣流混合，增加了分子碰撞頻率，使芳烴混合物充分裂解成炭晶核；
3)延長喉管端面到一次急冷水槍的距離即QTD段，保證混合物中殘留的多環(huán)芳烴PAHS氧化分解；
4)炭黑煙氣經(jīng)過主袋濾器收集分離，分離出的尾氣用于尾氣爐供熱及鍋爐發(fā)電，炭黑經(jīng)造粒干燥后儲存。
[0005]作為優(yōu)選，所述步驟3)QTD長度由原來的4m延長1.5-6.0m，炭黑煙氣流速15m/s，增加反應(yīng)時(shí)間100-400ms。
[0006]作為優(yōu)選，所述步驟I)中的煤焦油CBO-Ol密度控制在1.150-1.165kg/m3。
[0007]本發(fā)明在炭黑生成反應(yīng)中先通過配方調(diào)整減少原料油中不飽和稠環(huán)狀碳鏈結(jié)構(gòu)的比例，因稠環(huán)狀碳鏈易脫氫縮聚生成多環(huán)芳烴PAHS，其反應(yīng)式如下(I):
C4n+2H6n+6^C4m+2H2m+4+H2 ( I )
再控制反應(yīng)時(shí)間將附著于炭黑表面的多環(huán)芳烴PAHS物質(zhì)在高溫下進(jìn)行氧化分解。其反應(yīng)式如下(2):
C4m+2H2m+4+02—CO2+H2+CO (2)
本發(fā)明主要應(yīng)用于炭黑生成反應(yīng)中直接控制多環(huán)芳烴PAHS生成和殘留的一種工藝技術(shù)，不僅能更徹底降低炭黑多環(huán)芳烴PAHS含量(<10ppm)，而且可以避免普通環(huán)保炭黑后處理措施帶來的炭黑表面性能變化的缺點(diǎn)。
[0008]【具體實(shí)施方式】:
以下通過【具體實(shí)施方式】進(jìn)一步對本發(fā)明的內(nèi)容進(jìn)行闡述。
[0009]年產(chǎn)3萬噸炭黑生產(chǎn)線采用本發(fā)明生產(chǎn)環(huán)保炭黑。
[0010]實(shí)施案例I
1)選用低密度100%煤焦油CB0-01作為炭黑原料油；
2)原料油在新型反應(yīng)爐NTD(原料油槍噴咀出口到喉管端面的距離)段與1800°C高溫旋轉(zhuǎn)雙氣流混合，使芳烴混合物充分裂解成炭晶核，然后在反應(yīng)段形成炭黑聚集體。
[0011]3)設(shè)置QTD(喉管端面到一次急冷水槍的距離)段長度4m，以逆向急冷方式急冷，終止炭黑反應(yīng)。
[0012]4)炭黑煙氣經(jīng)過主袋濾器收集分離，分離出的尾氣用于尾氣爐供熱及鍋爐發(fā)電，炭黑經(jīng)造粒干燥后儲存。
[0013]實(shí)施案例2
1)選用低密度煤焦油CB0-01及乙烯焦油CB0-03以8:2配比作為炭黑原料油；
2)原料油在新型反應(yīng)爐NTD(原料油槍噴咀出口到喉管端面的距離)段與1800°C高溫旋轉(zhuǎn)雙氣流混合，使芳烴混合物充分裂解成炭晶核，然后在反應(yīng)段形成炭黑聚集體。
[0014]3)設(shè)置QTD(喉管端面到一次急冷水槍的距離)段長度6m，以逆向急冷方式急冷，終止炭黑反應(yīng)。
[0015]4)炭黑煙氣經(jīng)過主袋濾器收集分離，分離出的尾氣用于尾氣爐供熱及鍋爐發(fā)電，炭黑經(jīng)造粒干燥后儲存。
[0016]實(shí)施案例3
1)選用低密度煤焦油CB0-01及乙烯焦油CB0-03以7:3配比作為炭黑原料油；
2)原料油在新型反應(yīng)爐NTD(原料油槍噴咀出口到喉管端面的距離)段與1800°C高溫旋轉(zhuǎn)雙氣流混合，使芳烴混合物充分裂解成炭晶核，然后在反應(yīng)段形成炭黑聚集體。
[0017]3)設(shè)置QTD(喉管端面到一次急冷水槍的距離)段長度10m，以逆向急冷方式急冷，終止炭黑反應(yīng)。
[0018]4)炭黑煙氣經(jīng)過主袋濾器收集分離，分離出的尾氣用于尾氣爐供熱及鍋爐發(fā)電，炭黑經(jīng)造粒干燥后儲存。
[0019]采用本發(fā)明后多環(huán)芳烴PAHs均有不同程度的下降，并且以配方煤焦油CB0-01:Z烯焦油CB0-03=7:3，QTD (喉管端面到一次急冷水槍的距離)10米為最佳，此結(jié)果驗(yàn)證了本發(fā)明的有效性。
[0020]本發(fā)明要求保護(hù)不僅是工藝技術(shù)方案，也包括此類工藝生產(chǎn)的環(huán)保炭黑產(chǎn)品。如有在此工藝技術(shù)上的更新，也應(yīng)列入專利保護(hù)范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種環(huán)保型炭黑生產(chǎn)工藝技術(shù)，其特征在于包括以下步驟: 1)選用低密度煤焦油CBO-Ol和乙烯焦油CB0-03以重量比10:0或8:2或7:3的比例進(jìn)行配比作為炭黑原料油； 2)原料油在新型反應(yīng)爐的原料油槍噴咀出口到喉管端面的距離即NTD段與1800°C高溫旋轉(zhuǎn)雙氣流混合，增加了分子碰撞頻率，使芳烴混合物充分裂解成炭晶核； 3)延長喉管端面到一次急冷水槍的距離即QTD段，保證混合物中殘留的多環(huán)芳烴PAHS氧化分解； 4)炭黑煙氣經(jīng)過主袋濾器收集分離，分離出的尾氣用于尾氣爐供熱及鍋爐發(fā)電，炭黑經(jīng)造粒干燥后儲存。2.如權(quán)利要求1所述的一種環(huán)保型炭黑生產(chǎn)工藝技術(shù)，其特征在于所述步驟3)QTD長度由原來的4m延長1.5_6.0m。3.如權(quán)利要求1所述的一種環(huán)保型炭黑生產(chǎn)工藝技術(shù)，其特征在于所述步驟I)中的煤焦油CB0-01 密度控制在1.150-1.165kg/m3。
【文檔編號】C09C1/50GK105968885SQ201610395236
【公開日】2016年9月28日
【申請日】2016年6月7日
【發(fā)明人】孫亞光, 蔣利萍, 徐鑫泉
【申請人】杭州中策清泉實(shí)業(yè)有限公司