一种乙炔炭黑生产系统、乙炔炭黑及其制备方法技术方案

本申请提供一种乙炔炭黑生产系统、乙炔炭黑及其制备方法，属于炭黑技术领域。乙炔炭黑生产系统包括：裂解炉、负压机构、压滤机构、储水机构和第一真空泵。裂解炉具有第一氢气出口、炭黑水出口以及进水口。负压机构具有第二氢气出口和位于底部的第二氢气进口，第二氢气进口连接于第一氢气出口。压滤机构具有第一进料口，第一进料口连接于炭黑水出口。储水机构连接于进水口。第一真空泵设置于第二氢气出口。本申请的乙炔炭黑生产系统改善了氢气和乙炔炭黑的收集方式，使得分离过程紧邻裂解阶段完成，收集后的氢气几乎不含炭烟，省去了旋分、袋滤器、冷却管道、脱气设备等后处理设备，在节约生产空间的前提下极大的提升了裂解及收集工艺的安全性。工艺的安全性。工艺的安全性。

【技术实现步骤摘要】
一种乙炔炭黑生产系统、乙炔炭黑及其制备方法


[0001]本申请涉及炭黑
，具体而言，涉及一种乙炔炭黑生产系统、乙炔炭黑及其制备方法。

技术介绍

[0002]在乙炔炭黑的生产过程中，乙炔在裂解炉中经裂解反应生成乙炔炭黑和氢气。在炭黑裂解过程中有几种主流的炭烟收集方式，如：自然冷却、旋风分离炭烟和氢气配合，喷水冷却、分离炭烟和氢气配合，刮板或刮盘沉积收集炭烟、分离氢气的工艺。炭烟收集方式主要由炭烟混合物冷却和气固分离两个步骤完成。因收集方式不同所生产出的炭黑结构、表面基团等指标均有细微的差异。
[0003]使用上述炭烟收集方式，均存在高温炭烟和氢气(或其他可燃气体，喷水冷却会含有10％以上的一氧化碳)同时存在的情况。若发生设备破损或阀门内漏，极有可能在高温混合物中混入空气，造成大的安全隐患。且分离设备工作在高温富氢的环境下，设备运行成本高、占地面积大，后期维护较难。同时，上述冷却方式均存在温度场紊乱的现象，使得产品一致性难以保障。

技术实现思路

[0004]本申请提供了一种乙炔炭黑生产系统、乙炔炭黑及其制备方法，其能够改善乙炔炭黑的收集方式，收集得到的气体几乎不含炭烟，省去了进一步固气分离的步骤，提高了裂解及收集工艺的安全性。
[0005]本申请的实施例是这样实现的：
[0006]在第一方面，本申请示例提供了一种乙炔炭黑生产系统，其包括：裂解炉、负压机构、压滤机构、储水机构和第一真空泵。
[0007]裂解炉底部用于盛装水，裂解炉具有第一氢气出口、炭黑水出口以及进水口。
[0008]负压机构具有第二氢气出口和位于底部的第二氢气进口，第二氢气进口连接于第一氢气出口。
[0009]压滤机构具有第一进料口，第一进料口连接于炭黑水出口。
[0010]储水机构连接于进水口。
[0011]第一真空泵设置于第二氢气出口，第一真空泵能够使负压机构内保持在
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25～30kPa的负压状态。
[0012]在上述技术方案中，本申请的乙炔炭黑生产系统在裂解炉的上半部完成裂解，裂解产生的氢气和乙炔炭黑进入到裂解炉下半部的水中进行冷却，第一真空泵经负压机构能够从第一氢气出口抽出裂解炉中的氢气，而乙炔炭黑的水能够从炭黑水出口进入到压滤机构中进行压滤，从而实现氢气和乙炔炭黑的分离。储水机构中的水能够经进水口进入到裂解炉中以补充裂解炉中流出的水，保证在整个裂解过程中，裂解炉中的水保持在一定范围内。
[0013]本申请的乙炔炭黑生产系统改善了氢气和乙炔炭黑的收集方式，使得分离过程紧邻裂解阶段完成，收集后的氢气几乎不含炭烟，省去了旋分、袋滤器、冷却管道、脱气设备等一系列后处理设备，在节约生产空间的前提下极大的提升了裂解及收集工艺的安全性。
[0014]结合第一方面，在本申请的第一方面的第一种可能的示例中，上述裂解炉为棱台形或圆台形，且裂解炉底部的内径大于顶部的内径。
[0015]可选地，裂解炉高3～3.5m。
[0016]在上述示例中，棱台形或圆台形的裂解炉有利于提高裂解炉底部用于盛装水的空间。
[0017]结合第一方面，在本申请的第一方面的第二种可能的示例中，上述第一氢气出口位于裂解炉底部，炭黑水出口和进水口均位于裂解炉侧部。
[0018]可选地，炭黑水出口和裂解炉底部之间的间距为300～500mm。
[0019]可选地，进水口和炭黑水出口的高度差为0.8～1.2m。
[0020]结合第一方面，在本申请的第一方面的第三种可能的示例中，上述乙炔炭黑生产系统还包括干燥机构和储炭机构，压滤机构还具有第一出料口，干燥机构具有第二进料口和第二出料口，第二出料口连接于第一出料口，第二出料口连接于储炭机构。
[0021]在上述示例中，干燥机构用于将经压滤机构压滤得到的乙炔炭黑干燥，干燥后的乙炔炭黑进入到储炭机构中储存。
[0022]结合第一方面，在本申请的第一方面的第四种可能的示例中，上述乙炔炭黑生产系统还包括储气机构，储气机构连接于第二氢气出口。
[0023]在上述示例中，分离得到的氢气进入到储气机构储存。
[0024]在第二方面，本申请示例提供了一种利用上述的乙炔炭黑生产系统的乙炔炭黑的制备方法，其包括：向裂解炉中注水，第一氢气出口、炭黑水出口和进水口均在水面以下，负压机构的第二氢气进口比裂解炉中的最高水位高2.5～3m，打开第一真空泵使负压机构保持在
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25～30kPa的负压状态，从裂解炉顶部向裂解炉中通入乙炔并使乙炔在裂解炉中发生裂解反应生成氢气和乙炔炭黑，第一真空泵经负压机构从第一氢气出口抽出裂解炉中的氢气，含有乙炔炭黑的水从炭黑水出口进入到压滤机构中进行压滤，储水机构中的水通过进水口被抽回到裂解炉中，保持裂解炉的水位在预设范围内。
[0025]裂解炉的水中含有表面活性剂。
[0026]在上述技术方案中，本申请的乙炔炭黑的制备方法在紧邻裂解阶段完成氢气和乙炔炭黑的分离和收集过程，经水冷却后分离的乙炔炭黑的温度在100℃以下，氢气的温度在80℃以下，且收集后的氢气几乎不含炭烟，工艺步骤简便，极大的提升了裂解及收集工艺的安全性。
[0027]结合第二方面，在本申请的第二方面的第一种可能的示例中，上述表面活性剂为聚乙烯吡咯烷酮。
[0028]可选地，裂解炉的水中的表面活性剂的含量为0.5～2wt％。
[0029]结合第二方面，在本申请的第二方面的第二种可能的示例中，上述裂解炉中的注水高度为1.5～2m。
[0030]结合第二方面，在本申请的第二方面的第三种可能的示例中，上述含有乙炔炭黑的水进入到压滤机构中完成压滤后被输送至干燥机构依次进行射流干燥和真空干燥，射流
干燥的温度为270～330℃。
[0031]在第三方面，本申请示例提供了一种乙炔炭黑，其根据上述乙炔炭黑的制备方法制得。
[0032]在上述技术方案中，本申请的乙炔炭黑之间不易产生自聚纠缠，亲水性和结构一致性提高，在极性溶剂应用体系有更优良的表现，可被广泛应用于二次锂电负极应用、铅酸电池、微波吸收、橡塑等行业。
附图说明
[0033]为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
[0034]图1为本申请实施例的乙炔炭黑生产系统的结构示意图；
[0035]图2为本申请对比例1的乙炔炭黑生产和收集系统的结构示意图。
[0036]图标：10
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乙炔炭黑生产系统；100
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裂解炉；101
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原料进口；102
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第一氢气出口；103
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炭黑水出口；104
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进水口；200
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负压机构；20本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种乙炔炭黑生产系统，其特征在于，所述乙炔炭黑生产系统包括：裂解炉，所述裂解炉底部用于盛装水，所述裂解炉具有第一氢气出口、炭黑水出口以及进水口；负压机构，所述负压机构具有第二氢气出口和位于底部的第二氢气进口，所述第二氢气进口连接于所述第一氢气出口；压滤机构，所述压滤机构具有第一进料口，所述第一进料口连接于所述炭黑水出口；储水机构，所述储水机构连接于所述进水口；第一真空泵，所述第一真空泵设置于所述第二氢气出口，所述第一真空泵能够使所述负压机构内保持在
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25～30kPa的负压状态。2.根据权利要求1所述的乙炔炭黑生产系统，其特征在于，所述裂解炉为棱台形或圆台形，且所述裂解炉底部的内径大于顶部的内径；可选地，所述裂解炉高3～3.5m。3.根据权利要求2所述的乙炔炭黑生产系统，其特征在于，所述第一氢气出口位于所述裂解炉底部，所述炭黑水出口和所述进水口均位于所述裂解炉侧部；可选地，所述炭黑水出口和所述裂解炉底部之间的间距为300～500mm；可选地，所述进水口和所述炭黑水出口的高度差为0.8～1.2m。4.根据权利要求1～3任一项所述的乙炔炭黑生产系统，其特征在于，所述乙炔炭黑生产系统还包括干燥机构和储炭机构，所述压滤机构还具有第一出料口，所述干燥机构具有第二进料口和第二出料口，所述第二出料口连接于所述第一出料口，所述第二出料口连接于所述储炭机构。5.根据权利要求1～3任一项所述的乙炔炭黑生产系统，其特征在于，所述乙炔炭黑生产系统还包括储气机构，所...

【专利技术属性】
技术研发人员：索荣，刘轶，杨宁宁，孙亚丽，黄春丽，
申请(专利权)人：焦作市和兴化学工业有限公司，
类型：发明
国别省市：