重质油气化炭黑回收工艺和设备制造技术

一种用在合成氨或甲醇中，用重质油作原料气化制合成气而产生的副产品炭黑，经水吸收而得含０．５－３％炭黑的炭黑废水的回收方法，不采用常规的易出堵塞设备的影响生产的石脑油萃取的回收方法。而是采用压滤和干燥的方法和设备进行炭黑回收，具有流程短，设备简单、易操作、无污染、投资低的特点，而且经ＳｈｅＬＬ气化炉气化产生的炭黑，经本发明专利技术回收后可以作高功率电池的功能材料，还可用于电缆，橡胶导电塑料的制品中。炭利用价值的经济效益可比常规回收方法返回气化炉增值１０倍。（*该技术在2010年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及在石油化工生产中，用渣油做原料生产甲醇和合成氨过程中的碳黑回收工艺方法和设备;也涉及到从渣油气化的碳黑废水中回收碳黑回收技术;碳黑的制造和应用。
技术介绍
在合成氨和甲醇生产过程中，用重质油作原料，特别是减压渣油作原料在SheLL气化炉中气化制取合成气时，付产的碳黑相当于渣油重量的1-2%，用水喷淋洗涤就产生炭黑含量为1-1.5%的炭黑水，这种炭黑水呈悬浮状态，对水有极强的吸附力，脱水非常困难，当使用分离因数a＝1450的离心机处理1.5%炭黑水时，经30分钟离心过滤后，滤饼含水95%，因此离心过滤效率是很低的。当加入阴性聚丙酰胺絮凝剂后，炭黑离子可凝聚为絮状物可在水中漂浮。这中絮凝物稍能加快过滤速度，但增加了炭黑中的杂质，大大地影了炭黑的使用价值。在西德Lurgi公司的甲醇生产过程中，是采用石脑油-渣油两步萃取的方法来回收炭黑，石脑油经闪蒸，汽提继续使用，炭黑留在渣油中返回气化炉作原料。这种方法流程长，设备多，能耗高，污水容易超标污染环境。而且更严重的是会经常发生堵汽提塔事故，影响生产的正常运行，这在世界上的同类装置中，目前尚未有很好的解决办法。目前世界上有许多试验装置探索炭黑水开环分离回收的路线，但尚未有见到工业化装置的报导。在美国专利us4，530，769和us3，756，142中，是关于SheLL加压气化炉付产1%炭黑水的分离方法，它是将炭黑悬浮液加压送入55L的试管压缩器。在最终压力为5.1-10.2MPa范围内压滤得到含炭黑21-29%的簿片状滤饼，在200℃温度下烘干可得到BET表面积为865M2/g及表观密度为187-192g/L炭黑成品。如果在工业生产上应用这种压滤设备，无论在设备制造，工业运行，都是不容易实现的。设备造价高易漏泄，动力消耗也大。在德国专利DE-PS NO2，546，072中，是用碳氢化合物萃取，炭黑并与水分离萃取炭黑中含有90%的水和碳氢化合物，干燥这种物的炭黑时，比较危险的，必须小心处理。而且不能作为功率电池的功能原料。在德国专利DE-OSNo2，606，098中用带式过滤器进行处理。得到含16%固体物质的滤饼，这中代子很容易损坏，生产成本也比较高。专利技术的目的本专利技术一方面解决用重质油作原料的合成氨和甲醇工业中，由于气化炉产生的炭黑付产物回收而带来的一系列影响生产的问题;第二个目的是寻找一种设备较少，路线短，容易控制，能耗又较低的炭黑回收路线。第三个目的是制取质优价廉的高功率电池的功能原料。这种导电炭黑使综合利用的炭黑增值，取得更大的经济效益。本专利技术炭黑的应用可以扩大到很多的领域。专利技术的概述本专利技术在试生产中取得了极大的成功。现将主要流程叙述如下将甲醇或合成氨装置中气化炉工段排出的含炭黑废水(含炭黑0.5-3%)排到缓冲池，再用泵打到密压脱水机进行压滤，采用尽可能低的压力(1-2MPa)，最大限度地脱除滤饼中的水分，最终可达到含炭黑15-17%的滤饼，再用输送设备送到高热效率的干燥系统，在140-200℃温度下进行干燥，可以用各种间接或直接的，方便的热载体进行干燥。本专利技术认为是最佳的方式是用导热油(220-280℃)循环的方式进行间接干燥滤饼在负压条件下进行，干燥后的滤饼送到磁选机进行对金属等杂质的去除。再经高速粉碎机得到炭黑成品送包装。所述的压滤设备可以用中国善的定型设备，用一维或二维的密压方式压滤，空气的压力是1-2MPa。专利技术的效果前述的三个目的也经实现，所的炭黑回收路线解决了合成氨，甲醇或生产中的炭黑回收的瓶颈问题，不再发生石脑油炭黑灰带堵塔事故。可以节省大量的石脑油，排出的污水不会超标，能保持大工业装置的满负荷运行。就流程设备少，流程短，成本低，不耗蒸汽，从社会效益上节能，操作弹性大，容易控制，能够作到投资少，建设速度快，可作为新厂炭黑回收或老厂改造之用。本专利技术密压脱水机压滤滤饼的操作压力较低，动力消耗小，操作维护容易。本专利技术方法和设备制造的炭黑可以作为高功率电池的功能材料，吸油值，吸碘值均高于美国XCF型特导电炭黑。可以带替价格昂贵的乙炔炭黑见表1。本专利技术炭黑的回收成本不高于石脑油萃取返回气化炉成本，而其应用比返回到气化中作为料，在价值上可以增值10倍。表一.本专利技术炭黑在R6电池试验结果 由于该炭黑吸油值，吸碘值及比表面积都优于乙炔炭黑。济南电池厂根据这一特性，在试验中调整了配方，筛选出能发挥这种炭黑性能最佳配方，制造出R6C型高功率电池。表二.本专利技术在R6C电池上的试验结果 本专利技术方法制备的炭黑性能，表三 附表说明1＃样品是炭黑检测中心第一次分析的样品。系石脑油萃取的样品，炭黑表面有一层油膜，作吸液量时不浸润，故而未做出结果，不适宜做干电池用。2＃样品是第二次送检测中心的样品，是从炭黑水槽出口取样的。未经石脑油萃取。3＃样品是长春应化所检测的样品。ASTMN472特导电炭黑，是目前结构较高的商品炭黑。KetjenbLak EC炭黑，是国外发表的一种新型炭黑，工艺尚未公开，其各种参数接近谢尔炉渣油气化炭黑。实施例浓度1-2%的炭黑水由贮槽经泵打到密压脱水机(压滤机)，进浆压力1.2MPa，空气压榨压力1.5MPa，滤饼含炭黑15%。压滤机无锡产品，型号XAZ-30。然后将滤饼用螺旋输送机送到负亚高热效率的干燥系统，利用280℃导热油对滤饼进行间接加热，当水分＜1%时，排出干燥系统，用埋刮板输送机送到磁选机，经分离出金属等杂质后，到高速粉碎机系统，粉碎后得到视比容11-13CM3/g的成品炭黑。经收集系统送往包装工序，粉尘经回收送回系统，以降低粉尘污染。本专利技术制取的炭黑，应用的范围很广，除可用作高功率电池的功能材料以外，还可以用作导电塑料、橡胶产品、塑料颜料、塑料和橡胶中的抗静电成分。半导体电缆化合物-聚乙烯、热塑料、橡胶制品。权利要求1.一种应用在合成氨或甲醇工业中，用重质油作原料气化制合成气而产生的付产物炭黑的回收方法和设备，气化产生的炭黑用水吸收得到炭黑用0.5-3%的废水，需要进行回收处理，其特征是a.不采用石脑油，或石脑油--渣油两步萃取的技术b.采用一维或二维的密压脱水压滤机，进浆压力1--2MPa，空气压力1-2MPac.采用高热效率的负压干燥设备，干燥温度140-200℃。2.按权利要求1所述的方法，其特征是所述的高效干燥设备的热载体，用220-280℃的导热油循环进行干燥，并且保持滤饼在轻微的负压状态干燥，热效率最好。3.按权利要求1所述的方法，其特征是滤饼经过密压脱水后，含炭黑量15-17%时，即可送往干燥系统。4.一种重质油作原料，在SheLL炉气化所得到的付产物炭黑废水，用本专利技术的方法和设备进行炭黑回收，可以制造高功率电池的功能材料，又可以作电缆料、导电塑料、橡胶制品、塑料颜料、塑料和橡胶中的抗静电成分，半导体电缆化合物-聚乙烯、热塑料、橡胶制品。全文摘要一种用在合成氨或甲醇中，用重质油作原料气化制合成气而产生的副产品炭黑，经水吸收而得含0.5-3％炭黑的炭黑废水的回收方法，不采用常规的易出堵塞设备的影响生产的石脑油萃取的回收方法。而是采用压滤和干燥的方法和设备进行炭黑回收，具有流程短，设备简单、易操作、无污染、投资低的特点，而且经SheLL气化炉气化产生的炭黑，经本专利技术回收后可以作高功率电池的功能材本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种应用在合成氨或甲醇工业中，用重质油作原料气化制合成气而产生的付产物炭黑的回收方法和设备，气化产生的炭黑用水吸收得到炭黑用０．５－－３％的废水，需要进行回收处理，其特征是：ａ．不采用石脑油，或石脑油－－渣油两步萃取的技术ｂ．采用一 维或二维的密压脱水压滤机，进浆压力１－－２ＭＰａ，空气压力１－－２ＭＰａｃ．采用高热效率的负压干燥设备，干燥温度１４０－－２００℃。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：解一轲，朱传芳，刘克星，
申请(专利权)人：齐鲁石油化工公司第二化肥厂，
类型：发明
国别省市：37[中国|山东]