一种高耐磨低滚阻绿色轮胎用炭黑的生产方法技术

本发明专利技术涉及一种高耐磨低滚阻绿色轮胎用炭黑的生产方法，该方法生产原料采用100%优质蒽油，并经渣、油、水三相分离机二次处理去其水分、杂质，在多段式反应炉中，保持1950℃

【技术实现步骤摘要】
一种高耐磨低滚阻绿色轮胎用炭黑的生产方法


[0001]本专利技术涉及一种高耐磨低滚阻绿色轮胎用炭黑的生产方法。

技术介绍

[0002]近些年，国内轮胎行业面临着各种问题如轮胎标签法等技术壁垒和贸易摩擦等等。许多国 家对轮胎的性能也提出了越来越多的要求，越来越多的国家也在不断的酝酿或已经实施轮 胎标签法规。
[0003]当前，我国轮胎行业就推动绿色轮胎产业化发展达成共识，并结合我国节能降耗要求，制 定符合国情的绿色轮胎产业化法规，一直以来，节能、环保、低碳是国内外轮胎行业广泛 关注的话题之一，轮胎产品结构正向着无内胎、宽断面、耐磨、抗湿滑、低噪音、轻量化 和高端化方向转型，而无内胎子午线轮胎目前存在的最大问题是耐磨性不够，生热性高、 抗湿滑性能差，噪音高等缺点。轮胎公司其技术人员在不断地更改配方，如使用N134、N115、 N121等超耐磨炭黑，但其效果并不明显，其主要原因是这些炭黑是传统的工艺炭黑，炭黑 反应炉设计不合理，传统反应炉燃烧室为单个进风口，燃料油喷枪为一只，燃烧室内部反 应过于集中，导致炭黑反应流速不稳定，燃烧室的温度不均匀，炭黑的结构及粒径分布达 不到绿色环保轮胎要求，炭黑生产的添加剂过于固化单一；在炭黑实际生产中，原料油中 的杂质含量及水分含量过高，也制约着炭黑的反应结构，并且原料油以及生产装置中不可 避免的会产生铁屑等杂质，而现有装置清磁除异物环节较少，造成产品质量不稳定。且混 炼时间长，混炼温度高，混炼的能耗高，加工安全性得不到保证，而且抗湿滑性能不好， 噪音大，滞后性能较明显。因此急需开发一种具有较高表面积、超高结构、补强性好，滞 后性能低，能满足超高里程子午线轮胎、高速度级子午线轮胎和赛车轮胎的高强度、高耐 磨性和高抗湿滑性要求的炭黑新品种。

技术实现思路

[0004]本专利技术提供一种高耐磨低滚阻绿色轮胎用炭黑的生产方法，解决技术问题是开发一种具有 较高表面积、超高结构、补强性好，滞后性能低，能满足超高里程子午线轮胎、高速度级 子午线轮胎和赛车轮胎的高强度、高耐磨性和高抗湿滑性要求的炭黑新品种。
[0005]为了解决上述技术问题，本专利技术采用以下技术方案：
[0006]一种高耐磨低滚阻绿色轮胎用炭黑的生产方法，
[0007]向蒽油中加入硼酸，混匀，得蒽油硼酸混合物；
[0008]将蒽油硼酸混合物预热至210℃；
[0009]向反应炉燃烧段内输入空气和燃气，空气和燃气的体积比为15：1；
[0010]当燃烧段温度为1950～2050℃时，向反应炉的喉管段加入预热后蒽油硼酸混合物；
[0011]燃烧段产生的烟气流速是180m/s～200m/s；
[0012]蒽油硼酸混合物的流量是4700kg/h～5200kg/h，原料为2.6MPa～3.2Mpa；
[0013]向反应炉的第一急冷段喷入冷水终止蒽油反应；
[0014]蒽油反应时间为0.05s
‑
0.1s；
[0015]蒽油和硼酸的质量比是60:1。
[0016]蒽油硼酸混合物采用油枪加入到反应炉的喉管段；所述油枪为串联在一起的多只；油枪喷 咀直径为1.8mm～2.2mm，喷咀在反应炉内壁伸出距离为10mm。
[0017]终止蒽油反应时，炭黑烟气温度为950℃；
[0018]高耐磨低滚阻绿色轮胎用炭黑按照以下步骤进行：
[0019]1)炭黑和尾气分离：将炭黑烟气送入高温空气预热器，经预空气预热器热交换，将入炉 风温加热至850℃，进入余热锅炉，再进入文丘里管，在文丘里管处进行二次软水急冷， 降温至260℃进入袋虑收集装置进行炭黑和尾气分离，收集炭黑，尾气穿过滤袋经尾气风 机一部分送至尾气燃烧炉燃烧，一部分送至热电锅炉发电；
[0020]2)粉碎：将收集的炭黑经输送管道异物清除装置进入微米粉碎机，将炭黑进一步粉碎至 粒径为微米的炭黑粉末；
[0021]3)造粒：将炭黑粉末送入湿法造粒机中与造粒水混合，进行造粒，制得粗品炭黑颗粒； 造粒水流量控制在3800kg/h～4500kg/h；
[0022]4)干燥：粗品炭黑颗粒进入炭黑干燥机进行脱水干燥，干燥至炭黑水分含量≤0.1％，经 多级提升，经筛选、清磁和吸尘，得到高耐磨低滚阻绿色轮胎用炭黑；
[0023]所述造粒水是一定浓度的粘结剂配制液与除盐水按照质量比1:20的混合液。
[0024]炭黑干燥机内燃料为步骤1)中的可燃尾气与空气以2:1的比例的混合气体，干燥机进口 温度为1050～1150℃，出口温度为180～220℃。
[0025]所述粘结剂是木质素、麦芽糖和淀粉中的一种或几种；
[0026]粘结剂配制液中粘结剂和水的质量比是1:10。
[0027]所述蒽油为经二次加工的蒽油，按照以下步骤进行：
[0028]将蒽油经三相分离机将渣、水、油分离，获得水分≤0.1％，灰分≤0.05％的蒽油。
[0029]所述油枪为串联在一起的8只。
[0030]专利技术具有以下有益技术效果：
[0031]1.本申请通过对蒽油进行前期处理，控制水分≤0.1％，灰分≤0.05％以及加入硼酸，从而 使制备出的炭黑具有较高表面积、超高结构、补强性好，滞后性能低的优点，能够满足超 高里程子午线轮胎、高速度级子午线轮胎和赛车轮胎对于高强度、高耐磨性和高抗湿滑性 的要求。
[0032]2.本申请通过对蒽油进行二次加工，将蒽油经三相分离机将渣、水、油分离，获得水分≤ 0.1％，灰分≤0.05％的蒽油，在进入反应炉参与反应之前首先进行加温预热，通过原料油 预热器将蒽油预热至220℃，从而可以提高蒽油和硼酸混合物的预热温度，从而提高蒽油 和硼酸混合物裂解时的雾化效果，使裂解反应更充分，同时，蒽油中存在过多的水份和杂 质时，过高的提高其入炉油温，会导致其中水分汽化，造成流量计的计数显示异常；同时， 由于本申请对油枪的喷咀进行了限定，杂质过多会堵塞油枪的喷咀；上述两种情况均会影 响本申请的生产。
[0033]3.本申请使用喷嘴直径为1.8mm～2.2mm的油枪是由本申请的设计所决定的，这是因为在 进油量一定的情况下，喷咀越大，其入炉压力越小，喷咀过小，原料油入炉流量又不
够， 在平衡了双方的条件之后，采用1.8mm
‑
2.2mm之间的孔径，既保证了原料油的流量达到生 产要求，又使原料油的入炉压力达到技术要求。
[0034]4.本申请通过限制喷咀为1.8mm～2.2mm以及喷咀在反应炉内壁伸出距离为10mm，制备出 的炭黑既可以提高着色度，又不会降低吸油值，同时，枪头还不会被反应炉内的高温烧坏。
[0035]5.本申请通过对蒽油进行二次加工，将蒽油经三相分离机将渣、水、油分离，获得水分≤ 0.1％，灰分≤0.05％的蒽油，提高蒽油和硼酸混合物的预热温度，从而提高蒽油和硼酸混 合物裂解时的雾化效果，通过使用喷咀为1.8mm～2.2mm的油枪以及喷咀在反应炉内壁伸 出距离为10mm，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高耐磨低滚阻绿色轮胎用炭黑的生产方法，其特征在于：向蒽油中加入硼酸，混匀，得蒽油硼酸混合物；将蒽油硼酸混合物预热至210℃；向反应炉燃烧段内输入空气和燃气，空气和燃气的体积比为15：1；当燃烧段温度为1950～2050℃时，向反应炉的喉管段加入预热后蒽油硼酸混合物；燃烧段产生的烟气流速是180m/s～200m/s；蒽油硼酸混合物的流量是4700kg/h～5200kg/h，原料为2.6MPa～3.2Mpa；向反应炉的急冷段喷入冷水终止蒽油反应；蒽油反应时间为0.05s
‑
0.1s；蒽油和硼酸的质量比是60:1。2.如权利要求1所述高耐磨低滚阻绿色轮胎用炭黑的生产方法，其特征在于，蒽油硼酸混合物采用油枪加入到反应炉的喉管段；所述油枪为串联在一起的多只；油枪喷咀直径为1.8mm～2.2mm，喷咀在反应炉内壁伸出距离为10mm。3.如权利要求1所述高耐磨低滚阻绿色轮胎用炭黑的生产方法，其特征在于，终止蒽油反应时，炭黑烟气温度为950℃；高耐磨低滚阻绿色轮胎用炭黑按照以下步骤进行：1)炭黑和尾气分离：将炭黑烟气送入高温空气预热器，经预空气预热器热交换，将入炉空气风温加热至850℃，进入余热锅炉与原料油预热器，再进入文丘里管，在文丘里管处进行二次软水急冷，降温至260℃进入袋虑收集装置进行炭黑和尾气分离，收集炭黑，尾气穿过滤袋经尾气风机...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙鲁光，丁利虎，陈新中，王敏，张建民，王春水，刘明燕，张福刚，杨秀强，赵刚，
申请(专利权)人：山东耐斯特炭黑有限公司，
类型：发明
国别省市：