用硫酸烷基化酸渣生产白炭黑方法技术

本发明专利技术是一种沉淀白炭黑的生产方法，用硫酸烷基化新鲜酸渣和水玻璃作原料，包括酸渣水解分出稀硫酸，中和反应是由一步中和反应、二步中和反应、老化、三步中和反应所组成，中和反应后经碱性老化、碱性洗涤、酸化、酸性老化、洗涤过滤、烘干、粉碎得到沉淀白炭黑，并副产芒硝和聚合油。该方法生产的白炭黑，洁白、无味、耐温性能好≥２００℃不变色，比表面积２０９ｍ↑［２］／ｇ，纯度９６％，折光率１．４７。该方法在常温操作，节省能源，工艺简单。（*该技术在2013年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术是一种白炭黑的生产方法，特别是一种沉淀白炭黑的生产方法。沉淀白炭黑生产方法是硫酸或盐酸与水玻璃溶液中和反应、析出水合二氧化硅SiO2.nH2O，或是水玻璃溶液与稀硫酸先制备溶胶，在50～80℃用溶胶与水玻璃溶液中和反应，老化、洗涤、过滤、干燥、粉碎得到沉淀白炭黑，这种方法需用大量硫酸或盐酸和能源。硫酸烷基化酸渣(称酸渣)是炼油厂二次加工生产高辛烷植物油后的废酸渣、含有85%硫酸、14%聚合油、1%水份等，有特殊气味，污染环境，至今没得到妥善利用。CN1031821A，公开一种硫酸烷基化酸渣制造沉淀白炭黑技术，酸渣∶水＝1∶5-15混合后静置6-12h，分出稀硫酸和聚合油。稀硫酸直接与水玻璃溶液反应(简单酸化方法即一步中和方法析出水合二氧化硅，常温老化1h，洗涤过滤，100-110℃烘干，粉碎得到沉淀白炭黑，该方法不足之处，产品耐温性差(超过140℃染色变为黄色，烘干效率低，常温老化1h，Sio2纯度60-70%;表面积小，透明性差(折光率≠1.46-1.47)，CN86101738，公开一种硫酸烷基化酸渣生产浓硫酸方法，酸渣∶水＝1∶2.5混合后静置4h以上，分出稀硫酸经活性炭吸付法和苯酚抽提法脱色除臭，浓缩得到浓硫酸，该方法不足之处，得到的稀硫酸生产沉淀白炭黑，工艺复杂成本高，产品白度和耐温性不好。本专利技术任务是克服现有技术不足，提供一种硫酸烷基化酸渣在常温下生产沉淀白炭黑方法(常温指5-40℃)。产品白度和耐温性好、纯度高、表面积大、透明性好、并副产聚合油和无水芒硝。达到上述目的，本专利技术以硫酸烷基化新鲜酸渣为原料，采用如下技术方案新鲜酸渣水解分出稀硫酸和聚合油，原料水玻璃稀释成反应水玻璃，稀硫酸和反应水玻璃制备溶胶，稀硫酸与反应水玻璃中和反应或者溶胶与反应水玻璃中和反应，中和反应后一段碱性老化、一段碱性洗涤过滤，酸化处理、二段酸性老化、二段洗涤过滤、烘干、粉碎得到沉淀白炭黑。图一是本专利技术生产沉淀白炭黑的工艺流程，图中1新鲜酸渣水解分离、2稀硫酸、3反应水玻璃、4溶胶、5中和反应、6一段碱性老化、7-段碱性洗涤、8酸化处理、9二段酸性老化、10二段洗涤、11烘干、12粉碎，结合图一详述酸渣和水混合比，静置分层时间，酸渣贮存时间都直接影响酸渣分出的稀硫酸质量。长期考查结果，酸渣中的聚合油最易分解凝缩，故酸渣贮存时间越长分离效果越差，用于本方法的新鲜酸渣贮存时间夏季40℃以下不超过25天，最好不超过7天;冬天15℃以下不超过40天，最好不超过15天，才能保证分出的稀硫酸和聚合油质量。本方法的沉淀白炭黑，要求保证稀硫酸质量条件下，新鲜酸渣∶水＝1∶5-10，体积比，混合后静置12h，常温，与分出的稀硫酸浓度相匹配的反应水玻璃浓度是原料水玻璃∶水＝1∶0.7-1.5，体积比，常温混合成反应水玻璃，原料水玻模数2.4-3.5，35-42Beo。稀硫酸反应水玻璃＝1∶0.1-0.5体积比，常温混合成溶胶。用溶胶代替稀硫酸使中和反应缓和，易于控制，产品折光率(透明性)比直接用稀硫酸好。稀硫酸(或溶胶)中残存微量有机物，为了保持良好工作环境和节省能源、降低成本，方便操作、本方法在常温下中和反应。为了克服一步中和反应的缺陷，有效防止硅凝胶聚集，本方法的中和反应是由一步中和反应，一步中和反应之后进行二步中和反应，二步中和反应直接利用一步中和反应自身产生的硫酸钠作分散剂，二步中和反应后在碱性条件下进行老化，使微细二氧化硅成长，接着进行三步中和反应，在大量晶种存在下全部完成中和反应，上述诸步骤组成中和反应，同时在适宜投料量和老化时间配合，使中和反应更加缓和，生成水合二氧化硅颗粒微细，表面积大，透明性好。图二是本方法中和反应流程a、b、c，图中1一步中和反应，2二步中和反应、3老化、4三步中和反应。中和反应方法溶胶(中和反应方法c为稀硫酸)和反应水玻璃进行一步中和反应，一步中和反应产物中加入反应水玻璃和溶胶(中和反应方法c为稀硫酸)进行二步中和反应，反应产物在碱性条件下老化，老化后的产物与反应水玻璃和稀硫酸(中和方法b为溶胶)进行三步中和反应，即完成中和反应。结合图二详述反应水玻璃与溶胶反应(中和方法c为稀硫酸)常温PH9-10，再用溶胶或稀硫酸控制PH9-10，10-20分钟，完成一步中和反应。一步中和反应后接着进行二步中和反应，往一步中和反应产物中加入反应水玻璃，加入量是一步中和反应水玻璃量1-1.5体积比，搅拌下加入溶胶(中和方法c为稀硫酸)常温，控制PH8-9，再用溶胶或稀硫控制PH8-9，10-20分钟，完成二步中和反应。接着反应产物老化，常温，用稀酸或溶胶调节控制PH8-9，老化2-6h，老化后接着进行三步中和反应。老化后的产物在搅拌下加入反应水玻璃，加入量是总反应水玻璃量20-60%体积比，搅拌下加入稀硫酸(中和方法b为溶胶)常温控制PH8-9，再用稀硫酸控制PH8-9，最佳PH8.5，10-20分钟，完成三步中和反应，上述诸步骤组合成中和反应。中和反应完成后进行一段碱性老化，在合适的晶种环境中，常温，足够长时间长成微细水合二氧化硅分子，一段碱性老化影响产品纯度和折光率。一段碱性老化，常温，用稀硫酸控制PH8-9，老化时间18-30h，最佳24h，老化之后压滤，滤液生产无水芒硝，滤饼进行一段碱性洗涤。一段碱性洗涤目的在于对产物表面活化提高产品白度和耐温性能(产品在200℃洁白不变色)，还有助于表面积坛大。一段碱性洗涤，特别有表面活化剂存在，常温，控制PH9-11，浸泡0.5-5h后洗涤2-3次，效果特别明显。表面活化剂种类(1)、碱性化合物NaOH Na2CO3NaHCO3Na2SiO3Na2S2O3等(2)、铵盐(NH4)2SO4NH4CL (NH4)2CO3等(3)、中性盐类Na2Cl Na2SO4等;(4)、有机表面活化剂如磺酸钠，烷基磺酸钠等;无机和有机表面活化剂单独和组合使用都有效果。特别是组合使用效果特别明显。(5)、鳌合剂EDTA等在中和反应中生成Na2SO4和尚没有完全反应的Na2SiO3;加入少量NaOH，Na2CO3与残存在滤饼中的石油磺酸和烷基磺酸反应，生成石油磺酸钠和烷基磺酸钠，自身形成活化洗涤环境。市场销售的洗涤剂，如活力28、海鸥、雪花等有一定表面活化效果。表面活化剂配方重量%Ⅰ、NaOH 0～20%，Na2CO360～80%(NH4)2SO4O-20%最佳NaOH 20%，Na2CO360% (NH4)2SO420%Ⅱ、NaOH 10-20%，Na2CO370-80%，烷基磺酸钠1-10%。表面活化剂用量与用法滤饼表面活化剂＝1000∶0.1-4重量比配制5-40%溶液，将滤饼搅拌糊状，浸泡0.5-5h，适合洗涤剂和碱性表面活化剂。或者滤饼用水搅拌糊状，滤饼∶水＝1∶0.05-0.5重量比，用表面活化剂30-80%溶液调节控制PH9-11，浸泡0.5-5h，适合碱性表面活化剂，浸泡后洗涤2-3次，得到滤饼进行酸化处理。酸化处理，满足产品对PH要求，常温，滤饼用纯净硫酸5-50%或盐酸5-20%调成糊状，控制PH5-6，10-20分钟。酸化处理之后进行二段酸性老化，常温，使用纯净硫酸5-50%或盐酸5-20%调节控制PH5-6，老化时间2-4h。二段酸性老本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种沉淀白炭黑的生产方法，它以硫酸烷基化酸渣和水玻璃为原料，包括酸渣水解分出稀硫酸，中和、老化、洗涤过滤、干燥，粉碎诸步骤得到沉淀白炭黑，其特征在于：（１）新鲜酸渣贮存时间，夏季４０℃以下不超过２５天，最好不超过７天；冬季１５℃以下不超过４０天，最好不超过１５天；（２）新鲜酸渣∶水＝１∶５－１０体积比，混合后静置１２ｈ，常温与分出的稀硫酸浓度相匹配的反应水玻璃浓度，是原料水玻璃∶水＝１∶０．７－１．５体积比，常温，混合成反应水玻璃，原料水玻璃模数２．４－３．５，３５－４２Ｂ↓［ａ］↑［０］；（３）中和反应是由一步中和反应，一步中和反应之后进行二步中和反应，二步中和反应后在碱性条件下进行老化，接着进行三步中和反应，上述诸步骤组合成中和反应；（４）中和反应完成后进行一段碱性老化，一段碱性老化，常温，用稀硫酸控制ＰＨ８－９，老化时间１８－３０ｈ，最佳２４ｈ；（５）一段碱性老化之后进行一段碱性洗涤，特别有表面活化剂存在，常温，控制ＰＨ９－１１，浸泡０．５－５ｈ后洗涤２－３次；（６）一段碱性洗涤之后进行酸化处理，常温，滤饼用纯净硫酸５－－５０％或盐酸５－－２０％调成糊状，控制ＰＨ５－－６，１０－－２０分钟；（７）酸化处理之后进行二段酸性老化，常温，老化时间２－－４ｈ，使用纯净硫酸５－－５０％或５－－２０％盐酸调节控制ＰＨ５－－６。...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】

【专利技术属性】
技术研发人员：张殿芝，
申请(专利权)人：张殿芝，
类型：发明
国别省市：42[中国|湖北]