一种高结构低生热高安全性能的炭黑生产方法技术

本发明专利技术涉及一种高结构低生热高安全性能的炭黑生产方法，主要涉及炭黑生产领域。包括原材料的控制、原料油的预处理、燃料油的预处理、炭黑的裂解制备、生产工艺的改进、炭黑的收集、炭黑的造粒、炭黑的干燥、炭黑的输送储存以及炭黑在橡胶轮胎中的应用测试。本发明专利技术的有益效果在于：该炭黑产品具有较宽的聚集体分布，中等的粒径和较高的结构，可以降低生热，同时以高结构弥补粒径变大而损失的磨耗，因此该产品滚动阻力低，抗湿滑性能好。抗湿滑性能好。抗湿滑性能好。

【技术实现步骤摘要】
一种高结构低生热高安全性能的炭黑生产方法


[0001]本专利技术涉及一种高结构低生热高安全性能的炭黑生产方法。

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]本产品是橡胶工业中的一种重要的补强填充剂。随着汽车工业的发展，产量及销量均出现了大幅增加，2018年汽车产销量分别达到了2780.92万辆和2808.06万辆，同比均比2017年有所下降，降幅分别为4.16％和2.76％，2019年汽车行业也面临较大压力，但轮胎行业仍出现了增长，2018年综合外胎产量6.48亿条，同比微降0.76％，其中子午胎6.09亿条，同比微降0.65％，全钢胎产量1.33亿条，微增1.53％，半钢胎4.76亿条，微降1.24％。欧盟对轮胎的标签法及CCC认证，中橡协的《轮胎标签分级标准的实施》及将国内轮胎的滚阻和湿滑性能纳入CCC认证等要求，将推动轮胎工业的供给侧结构改革和产品转型升级。未来数年中，绿色轮胎就是我国轮胎行业发展方向。随着我国符合国情的绿色轮胎产业化法规的制定推出，这就意味着我国绿色产业化战略正式启动，将为轮胎行业产业调整、技术升级指出明确的方向，轮胎产品结构正向着无内胎、宽断面、大轮辋、耐磨、抗湿滑、低噪音、轻量化和高端化转型。绿色轮胎的这些要求对原材料提出了更高挑战，其实质就是需要导找低滚动阻力、低生热、低滞后炭黑品种。

技术实现思路

[0004]本专利技术提供一种高结构低生热高安全性能的炭黑生产方法，解决技术问题是开发一种高结构低生热炭黑，与常规炭黑相比，具有较高的结构、较低滚动阻力和有较低的生热、较高的耐磨性。广泛应用于高性能子午胎高速、高载的斜交胎胎面，也用于生热要求低的橡胶/塑料制品。低生热炭黑品种的特征是粒径中等，聚集体分布较宽、着色强度较低、结构较高。新型炭黑能提高胎面橡胶质量，包括更高的胎面耐磨性、更小的滚动阻力和更低的生热性和更优良的抗撕裂性。这种性质及指标的炭黑目前在市场上还未曾发现，将它用在橡胶中时，既有N234炭黑那样的高耐磨性，又具备比N234炭黑更低的生热性的优点，这种研发的新品种炭黑对提高载重及载客汽车和高性能轿车车胎的质量特别有用。
[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]一种高结构低生热高安全性能的炭黑生产方法，包括以下步骤：
[0007]1)原材料的控制：原材料使用的原料油为比重1.14以上、初馏点为260以上且芳烃含量为60％以上的蒽油；燃料油使用乙烯焦油；
[0008]2)原料油的预处理：将原料油在储存罐内加热至70～90℃，经过沉降、过滤器过滤除去残渣，由原料油泵、原料油输油管线输送至原料油预热器进行预热至210～230℃，随后通过油喷嘴喷入反应炉中；
[0009]3)燃料油的预处理：将燃料油在储存罐内加热至70～90℃，经过沉降、过滤器过滤除去残渣，由燃料油泵、燃料油输油管线输送至燃料油预热器进行预热至100～130℃；
[0010]4)炭黑的裂解制备：将空气与燃料油按照17～20:1的体积比通入至反应炉燃烧室中进行燃烧，将预处理后的原料油从喉管段的原料油枪处喷入，原料油在400～440m/s的流速和2000～2100℃的燃烧温度、反应时间为5～7ms的条件下进行炭黑的制备；
[0011]5)炭黑的收集：多段式反应炉内反应裂解后生产的炭黑烟气送入高温空气预热器，经过空气预热器时与内部换热管外由风机提供的进入燃烧室前的空气进行热交换，将换热管外部的空气加热至850℃，之后进入余热锅炉，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，收集粉状炭黑，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；
[0012]6)炭黑的造粒：将粉状炭黑经输送绞龙进行物料的均匀化处理后，加入造粒机中，通过造粒机入口处均匀分布的5支造粒水枪，喷入粘结剂与造粒水的混合溶液；所述粘结剂与造粒水的混合溶液中粘结剂与造粒水的质量比为1:25
‑
30；粘结剂与造粒水在进入造粒机前，均先通过静态混合器装置，在静态混合器内部将其混配均匀，造粒水入造粒机的喷入压力为1.5～2.3MPA；
[0013]7)炭黑的干燥：造粒后的炭黑通过干燥机进行干燥，干燥后的水汽通过排气风机抽走，经过干燥后的炭黑温度达到160～230℃，脱水干燥后的炭黑由干燥机出口进入输送储存装置，干燥后的炭黑水分含量≤0.5％；
[0014]8)炭黑的输送储存：干燥后的炭黑由一、二级提升机进行提升、筛选机将杂质、炭黑块等去除、风选器将炭黑细粉抽离并进一步降低炭黑物料温度、磁选机将铁锈进行去除后，即得高结构低生热高安全性能的炭黑。
[0015]所述原料油中蒽油的特征为：甲苯不溶物≤0.5％，密度d20为1.14～1.16g/cm3，粘度E80≤2.0，水分≤1％，210℃前的馏分≤5％，360℃前的馏分≥55％；所述原料油中乙烯焦油的特征为：甲苯不溶物≤1.0％，密度ρ20为1.04～1.1g/cm3，粘度E80≤9，水分≤0.5％，210℃前的馏分≤20％，360℃前的馏分≥70％。
[0016]步骤2)中所述原料油的预处理还包括加入以Al2O3为载体的铂
‑
锡双金属催化剂，催化剂的用量为每月5
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10kg，加装位置在原料油预热器的出口处，安装一个密闭的催化装置。
[0017]还包括燃料油入炉之前将燃料油进行磁化处理；所述磁化处理是在生产所用燃料油枪的外表面围绕一圈磁力在15000～20000高斯的磁铁。
[0018]反应炉喉管段的原料油枪喷口的内径为255mm；原料油入炉的油枪共为14支，分为3排，其中第一排4支，第二排2支，第三排8支。
[0019]所述第一排相邻两支油枪间隔90
°
角径呈辐射状排列，所述第二排相邻两支油枪间隔180
°
角径向对角面排列，第三排相邻两支油枪间隔45
°
角径呈辐射状排列。
[0020]专利技术具有以下有益技术效果：
[0021]1.本申请通过对蒽油和乙烯焦油进行前期筛选把控，使其蒽油满足以下指标：甲苯不溶物≤0.5％，密度d20为1.14～1.16g/cm3，粘度E80≤2.0，水分≤1％，210℃前的馏分≤5％，360℃前的馏分≥55％；乙烯焦油满足以下指标：甲苯不溶物≤1.0％，密度ρ20为1.04～1.1g/cm3，粘度E80≤9，水分≤0.5％，210℃前的馏分≤20％，360℃前的馏分≥
70％，通过对上述指标的管控，使其在原料方面对产品的结构造成的影响降至最低，益处放至最大。
[0022]2.本申请通过对原料油的催化裂解，采用铂锡双金属催化剂，以Al2O3作为载体为蒽油催化重整催化剂，将催化剂装在原料油预热器内部，设本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高结构低生热高安全性能的炭黑生产方法，其特征在于，包括以下步骤：1)原材料的控制：原材料使用的原料油为比重1.14以上、初馏点为260以上且芳烃含量为60％以上的蒽油；燃料油使用乙烯焦油；2)原料油的预处理：将原料油在储存罐内加热至70～90℃，经过沉降、过滤器过滤除去残渣，由原料油泵、原料油输油管线输送至原料油预热器进行预热至210～230℃，随后通过油喷嘴喷入反应炉中；3)燃料油的预处理：将燃料油在储存罐内加热至70～90℃，经过沉降、过滤器过滤除去残渣，由燃料油泵、燃料油输油管线输送至燃料油预热器进行预热至100～130℃；4)炭黑的裂解制备：将空气与燃料油按照17～20:1的体积比通入至反应炉燃烧室中进行燃烧，将预处理后的原料油从喉管段的原料油枪处喷入，原料油在400～440m/s的流速和2000～2100℃的燃烧温度、反应时间为5～7ms的条件下进行炭黑的制备；5)炭黑的收集：多段式反应炉内反应裂解后生产的炭黑烟气送入高温空气预热器，经过空气预热器时与内部换热管外由风机提供的进入燃烧室前的空气进行热交换，将换热管外部的空气加热至850℃，之后进入余热锅炉，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，收集粉状炭黑，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；6)炭黑的造粒：将粉状炭黑经输送绞龙进行物料的均匀化处理后，加入造粒机中，通过造粒机入口处均匀分布的5支造粒水枪，喷入粘结剂与造粒水的混合溶液；所述粘结剂与造粒水的混合溶液中粘结剂与造粒水的质量比为1:25
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30；粘结剂与造粒水在进入造粒机前，均先通过静态混合器装置，在静态混合器内部将其混配均匀，造粒水入造粒机的喷入压力为1.5～2.3MPA；7)炭黑的干燥：造粒后的炭黑通过干燥机进行干燥，干燥后的水汽通过排气风机抽走，经过干燥后的炭黑温度达到160～230℃，脱水干燥后的炭黑由干燥机出口进入输送储存...

【专利技术属性】
技术研发人员：丁利虎，孙鲁光，王敏，陈新中，刘明燕，张建民，张福刚，
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：