一种导电炭黑的生产方法技术

本发明专利技术提供了一种高纯导电炭黑的生产方法。该方法选取蒽油作为导电炭黑生产的原料油，该蒽油在加热蒸馏时，360℃分馏出来的量大于68％，300℃以前的馏出量小于10％。在多段式的反应炉中，反应炉的反应段温度保持在1700℃～1760℃的条件下发生炭黑生成反应；采用纯软水作为工艺急冷水来终止炭黑裂解反应，以及作为二次急冷水，得到无杂质的高纯粉状炭黑；纯软水作为造粒水和粘合剂在静态混合器中混合，无杂质的高纯粉状炭黑在造粒机中与造粒水、粘合剂混合造粒，造粒过程加入少量柴油作为造粒助剂，得到高纯导电炭黑粒子。本发明专利技术方法生产出的颗粒状产品分散性高、电阻低、结构性能稳定，纯度高，且颗粒均匀便于客户生产加工。

A Production Method of High Purity Conductive Carbon Black

The invention provides a production method of high purity conductive carbon black. In this method, anthracene oil is selected as the raw material for the production of conductive carbon black. When the anthracene oil is heated and distilled, the fraction of the anthracene oil at 360 is more than 68%, and the fraction before 300 is less than 10%. In a multi-stage reactor, carbon black formation occurs when the reaction temperature in the reaction zone of the reactor is kept at 1700 ~1760 ~C; pure soft water is used as process quench water to terminate the pyrolysis reaction of carbon black, and as secondary quench water, high purity powdery carbon black without impurities is obtained; pure soft water is mixed in a static mixer as granulating water and adhesives, and high purity powdery carbon black without impurities is obtained. Carbon black is mixed with granulating water and adhesives in granulator to granulate. A small amount of diesel oil is added to the granulating process as granulating aids to obtain high-purity conductive carbon black particles. The granular product produced by the method of the invention has high dispersion, low resistance, stable structure, high purity, and uniform granules, which are convenient for customers to produce and process.

【技术实现步骤摘要】
一种高纯导电炭黑的生产方法
本专利技术涉及一种炭黑的生产方法，具体涉及一种高纯导电炭黑的生产方法。
技术介绍
目前国内电子元器件已经实现国产化，但市场上绝大多数已有的橡胶、油箱、管材、电缆等所用的导电炭黑依然依靠进口，价格昂贵。近年来国内导电炭黑的需求量逐步增大，品质要求也提高，随着市场竞争激烈程度加剧，生产成本降低将有效地提升企业的竞争力。炭黑生产企业也需要适应经济形势发展，传统炭黑的生产工艺日渐成熟，且生产企业增加，企业利润下降，为了提升企业竞争优势，拥有技术优势炭黑企业已经开始发展特种炭黑的研发，向附加值高、有一定技术含量的高端产品的特种炭黑领域发展。现有导电炭黑生产技术未对原料进行彻底过滤净化，未从源头进行除杂，许多关键性设备未进行耐磨耐腐蚀性处理，生产过程中因磨损腐蚀产生杂质，炭黑反应炉设计不合理，炉内部空间大，炭黑反应流速不稳定，无法满足生产高分散性和高结构性炭黑的技术条件，而阶梯型的反应炉容易使流动的烟气产生回旋，导致反应不彻底并容易使得炉膛耐火材料损伤，造粒前粉状炭黑粉碎效果不理想，造粒过程使用粘合剂量过大，生产过程中除(铁)磁性物质环节少，影响导电炭黑纯度和加工性能。过程控制未做到强化，制定工艺参数不适宜保持参数的高度稳定。这种生产技术使得目前国内炭黑企业生产的导电炭黑的纯度不高，性能不稳定，电阻高，且生产产品属于低档产品，导致最终产品导电性能差，用于电缆外屏蔽层容易发生破皮等现象，安全性能差。公开号CN102174277B公开了一种高比表面积超导电炭黑的生产方法，该方法通过单一的调整生产条件制得高比表面积超导电炭黑，但在实际生产时，由于原料和生产设备等多个环境容易产生杂质，并且其生产条件会随着生产时间的推进，产品质量很不稳定，难以大规模生产。
技术实现思路
本专利技术将针对上述现有技术存在的缺陷，解决以下技术问题：生产原料过滤净化不彻底和生产过程易产生杂质；炭黑反应炉设计无法满足高纯高性能导电炭黑生产条件；炭黑生产过程中清磁(磁选)环节少，工艺参数设定范围不合理等技术问题。本专利技术将提供生产纯度高、电阻低、性能稳定的高端导电炭黑的方法。本专利技术是这样实现的，一种高纯导电炭黑的生产方法，生产方法步骤为：1)蒽油初加工：蒽油由运输车运输到库卸油池，通过高压蒸汽加热到80℃～90℃，将原料油从油罐车中过滤后卸装到卸油池，卸油池中安装过滤器再过滤，卸油过程中过滤掉较大颗粒杂质，过滤后的蒽油在卸油池中静止存放48～72小时，使蒽油中的游离炭等杂质及油、水自然分层分离，油(含水)由油泵送到闪蒸脱水系统，通过蒸汽盘管间接加热使得油水分离脱出水分，蒽油脱水至水分≤0.5％，脱水后蒽油经过原油过滤器除去余下的杂质进入储油罐，再经高压旋转喷射泵送至反应区加热并再次过滤后进入反应炉。2)蒸馏提取：将蒽油按照360℃蒸馏，＜210℃、210～280℃、280～300℃、300～360℃，四个不同的温度段进行分段提取，选取在300～360℃温度段分馏出来的蒽油作为导电炭黑生产的原料油。3)炭黑反应生产段：多段式反应炉中，空气与天然气体积比值按照15:1～17:1，空气经过高温预热器预热后从炉两侧进入燃烧室，燃气也从两侧进入燃烧室，在燃烧室内燃烧，使炉温保持在1700℃～1760℃，原料油经过分式串联原料油预热器预热至250℃～280℃,从炉头投入，原料油枪内伸炉内2000～2300mm，原料油通过孔径18mm喷油咀用压缩空气雾化后以雾状喷入反应炉，用于雾化的空气流量是80Nm3/h～120Nm3/h，精准控制原料油流量在2600kg/h～27000kg/h，入炉压力0.8～1.2MPa，原料油在反应段充分裂解-聚合反应生成炭黑，反应炉内的烟气流速可以达到42m/s～45m/s，反应时间控制在0.4～0.6s，急冷降温采用软水喷淋，温度降至720℃～750℃，炭黑生成反应终止，烟气再次经过软水二次急冷达到工艺要求的温度；4)粉碎造粒段：粉状炭黑在进入粉碎机前增加除渣除磁(磁选)器，炭黑烟气经过微米粉碎机超细粉碎后，送至粉状收集系统收集下炭黑，然后进入造粒机，炭黑在造粒机内与造粒水混合造粒，造粒水按照2m3/h～3m3/h的用量，造粒水为软水，温度在50℃～60℃，一定浓度的粘合剂水溶液按照200kg/h～300kg/h用量通过流量计调节添加量，通过安装在造粒水进水管的静态混合器后与造粒水混合,经过造粒机蒸汽余热收能器预热后进入造粒机中，造粒辅助剂柴油通过柴油泵以60mL/min～80mL/min流量从炭黑粉状进口管喷入，再与造粒水和粘合剂一起混合造粒，造粒机电机频率38HZ～40Hz，通过造粒机电机频率来控制造粒粒径，通过造粒水与粘合剂比例来有效控制炭黑粒子强度，平均粒子强度15～20cN，细粉含量≤3.0％。5)成品收集段：造粒后的炭黑粒子经干燥后进入成品输送系统，炭黑粒子在输送过程中经过多处除渣除磁(磁选)器和筛网过滤，得到炭黑的具体参数为细粉≤2.1％，加热减量＜0.5％，灰分＜0.08％，45μm筛余物＜5mg/kg，总表面积(42～50)103㎡/kg。步骤2)中，以蒸馏提取得到蒽油的甲苯不容物≤0.2％、粘度≤1.90、密度为1.1200g/cm3～1.1480g/cm3、水分≤1.0％、PH值7≤PH≤10、360℃前的馏分≥68％蒽油作为导电炭黑的生产原料油。步骤3)中，所述空气采用两层或三层孔径小于1微米的滤网过滤净化。步骤3)中，所述反应炉包括反应室、喉口、倒角块和环形平台，所述反应室的直径在750-800mm，反应室与喉口连接处设有一圈倒角块，在喉口段的喷水口设有环形垫块，所述环形平台的一端倒角便于高温烟气通过。步骤3)中，所述分式串联原料油预热器包括原料油管，原料油管在高温烟气管道内折叠布置形成前、后一级预热器和二级预热器，一级预热器和二级预热器通过输油管道与外部的温度自动调节阀、流量计连接。6步骤4)中，所述除渣除磁(磁选)器包括上下分层错开布置若干根铁棒，铁棒与电源连接具有磁性，所述分层错开布置若干根铁棒的下方设有杂质收集盒，所述杂质收集盒的底端可以开合以便清除杂质。本专利技术的技术效果是：本专利技术方法生产出的颗粒状炭黑产品分散性高、电阻低、结构性能稳定，纯度高，且颗粒均匀便于客户生产加工。附图说明图1为本专利技术反应炉的结构示意图；图2为本专利技术分式串联原料油预热器的结构示意图；图3为本专利技术除渣除磁器的结构示意图。具体实施方式本专利技术是这样实现的，一种高纯导电炭黑的生产方法步骤为：1)蒽油初加工：蒽油由运输车运输到库卸油池，通过高压蒸汽加热到80℃～90℃，将原料油从油罐车中过滤后卸装到卸油池，卸油池中安装过滤器再过滤，卸油过程中过滤掉较大颗粒杂质，过滤后的蒽油在卸油池中静止存放48～72小时，使蒽油中的游离炭等杂质及油(含水)自然分层分离，油(含水)由油泵送到闪蒸脱水系统，通过蒸汽盘管间接加热使得油水分离脱出水分，蒽油脱水至水分≤0.5％，脱水后蒽油经过原油过滤器除去余下的杂质进入储油罐，再经高压旋转喷射泵送至反应区加热并再次过滤后进入反应炉。2)蒸馏提取：将蒽油按照360℃蒸馏，＜210℃、210～280℃、280～300℃、300～360℃，四个不同的温度段进行分段提取，选取在300～36本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高纯导电炭黑的生产方法，其特征在于：生产方法步骤为：1)蒽油初加工：蒽油由运输车运输到库卸油池，通过高压蒸汽加热到80℃～90℃，将原料油从油罐车中过滤后卸装到卸油池，卸油池中安装过滤器再过滤，卸油过程中过滤掉较大颗粒杂质，过滤后的蒽油在卸油池中静止存放48～72小时，使蒽油中的游离炭等杂质及油、水自然分层分离，油、水由油泵送到闪蒸脱水系统，通过蒸汽盘管间接加热使得油水分离，蒽油脱水至水分≤0.5％，脱水后蒽油经过原油过滤器除去余下的杂质进入储油罐，再经高压旋转喷射泵送至反应区加热并再次过滤后进入反应炉。2)蒸馏提纯：将蒽油按照360℃蒸馏，＜210℃、210～280℃、280～300℃、300～360℃，四个不同的温度段进行分段提取，选取在300～360℃温度段分馏出来的蒽油作为导电炭黑生产的原料油；3)炭黑反应生产段：多段式反应炉中，空气与天然气体积比值按照15:1～17:1，空气经过高温预热器预热后从炉两侧进入燃烧室，燃气也从两侧进入燃烧室，在燃烧室内燃烧，使炉温保持在1700℃～1760℃，原料油经过分式串联原料油预热器预热至250℃～280℃,从炉头投入，原料油枪内伸炉内2000～2300mm，原料油通过孔径18mm喷油咀用压缩空气雾化后以雾状喷入反应炉，用于雾化的空气流量是80Nm3/h～120Nm3/h，精准控制原料油流量在2600kg/h～27000kg/h，入炉压力0.8～1.2MPa，原料油在反应段充分裂解‑聚合反应生成炭黑，反应炉内的烟气流速可以达到42m/s～45m/s，反应时间控制在0.4～0.6s，急冷降温采用软水喷淋，温度降至720℃～750℃，炭黑生成反应终止，烟气再次经过软水二次急冷达到工艺要求的温度；4)粉碎造粒段：粉状炭黑在进入粉碎机前增加除渣除磁(磁选)器，炭黑烟气经过微米粉碎机超细粉碎后，送至粉状收集系统收集下炭黑，然后进入造粒机，炭黑在造粒机内与造粒水混合造粒，造粒水按照2m3/h～3m3/h的用量，造粒水为软水，温度在50℃～60℃，一定浓度的粘合剂水溶液按照200kg/h～300kg/h用量通过流量计调节添加量，通过安装在造粒水进水管的静态混合器后与造粒水混合,经过造粒机蒸汽余热收能器预热后进入造粒机中，造粒辅助剂柴油通过柴油泵以60mL/min～80mL/min流量从炭黑粉状进口管喷入，再与造粒水和粘合剂一起混合造粒，造粒机电机频率38HZ～40Hz，通过造粒机电机频率来控制造粒粒径，通过造粒水与粘合剂比例来有效控制炭黑粒子强度，平均粒子强度15～20cN，细粉含量≤3.0％。5)成品收集段：造粒后的炭黑粒子经干燥后进入成品输送系统，炭黑粒子在输送过程中经过多处除渣除磁(磁选)器和筛网过滤，得到炭黑的具体参数为细粉≤2.1％，加热减量＜0.5％，灰分＜0.08％，45μm筛余物＜5mg/kg，总表面积(42～50)103㎡/kg。...

【技术特征摘要】
1.一种高纯导电炭黑的生产方法，其特征在于：生产方法步骤为：1)蒽油初加工：蒽油由运输车运输到库卸油池，通过高压蒸汽加热到80℃～90℃，将原料油从油罐车中过滤后卸装到卸油池，卸油池中安装过滤器再过滤，卸油过程中过滤掉较大颗粒杂质，过滤后的蒽油在卸油池中静止存放48～72小时，使蒽油中的游离炭等杂质及油、水自然分层分离，油、水由油泵送到闪蒸脱水系统，通过蒸汽盘管间接加热使得油水分离，蒽油脱水至水分≤0.5％，脱水后蒽油经过原油过滤器除去余下的杂质进入储油罐，再经高压旋转喷射泵送至反应区加热并再次过滤后进入反应炉。2)蒸馏提纯：将蒽油按照360℃蒸馏，＜210℃、210～280℃、280～300℃、300～360℃，四个不同的温度段进行分段提取，选取在300～360℃温度段分馏出来的蒽油作为导电炭黑生产的原料油；3)炭黑反应生产段：多段式反应炉中，空气与天然气体积比值按照15:1～17:1，空气经过高温预热器预热后从炉两侧进入燃烧室，燃气也从两侧进入燃烧室，在燃烧室内燃烧，使炉温保持在1700℃～1760℃，原料油经过分式串联原料油预热器预热至250℃～280℃,从炉头投入，原料油枪内伸炉内2000～2300mm，原料油通过孔径18mm喷油咀用压缩空气雾化后以雾状喷入反应炉，用于雾化的空气流量是80Nm3/h～120Nm3/h，精准控制原料油流量在2600kg/h～27000kg/h，入炉压力0.8～1.2MPa，原料油在反应段充分裂解-聚合反应生成炭黑，反应炉内的烟气流速可以达到42m/s～45m/s，反应时间控制在0.4～0.6s，急冷降温采用软水喷淋，温度降至720℃～750℃，炭黑生成反应终止，烟气再次经过软水二次急冷达到工艺要求的温度；4)粉碎造粒段：粉状炭黑在进入粉碎机前增加除渣除磁(磁选)器，炭黑烟气经过微米粉碎机超细粉碎后，送至粉状收集系统收集下炭黑，然后进入造粒机，炭黑在造粒机内与造粒水混合造粒，造粒水按照2m3/h～3m3/h的用量，造粒水为软水，温度在50℃～60℃，一定浓度的粘合剂水溶液按照200kg/h～300kg/h用量通过流量计调节添加量，通过安装在造粒水进水管的静态混合器后与造粒水混合,经过造粒机蒸汽...

【专利技术属性】
技术研发人员：姜继保，梁智彪，陈忠斌，李永红，史向朋，聂绪建，周敏建，朱汉雨，
申请(专利权)人：韩城黑猫炭黑有限责任公司，
类型：发明
国别省市：陕西,61