低多环芳香烃的炭黑生产方法技术

本发明专利技术公开了一种低多环芳香烃的炭黑生产方法，包括如下步骤：将燃料油和反应气体沿反应炉径向从反应炉两侧喷入反应炉并燃烧，提供高温环境；在上述高温环境下，将原料油沿反应炉轴向喷入反应炉的喉管段进行裂解，获得炭黑烟气；对上述炭黑烟气进行喷水降温处理，获得炭黑；对降温处理后的炭黑进行气固分离，获得炭黑粉末；用湿法造粒机对炭黑粉末进行湿法造粒，获得粒状炭黑；用滚筒干燥机将粒状炭黑中的多环芳香烃进行热脱附处理。本发明专利技术使得炭黑生产反应充分完全，生产的炭黑中多环芳香烃含量低。含量低。含量低。

【技术实现步骤摘要】
低多环芳香烃的炭黑生产方法


[0001]本专利技术是关于炭黑生产领域，特别是关于一种低多环芳香烃的炭黑生产方法。

技术介绍

[0002]随着人类环保意识的增强，人们对环境与健康的要求越来越高，欧盟和中国近几年已开始对轮胎或者橡胶制品的多环芳香烃含量有严格限制要求，像橡胶运动器材、家具用品、工具、服装等消费品以及玩具和儿童用品。主要是因为多环芳香烃中苯并芘是强烈的致癌物质。多环芳香烃是分子中含有两个以上苯环的碳氢化合物，包括萘、蒽、菲、芘等150余种化合物。英文全称为polycyclic aromatic hydrocarbon，简称PAHs。有些多环芳香烃还含有氮、硫和环戊烷，常见的具有致癌作用的多环芳香烃多为四到六环的稠环化合物。
[0003]在橡胶制品中填料中，炭黑是含有多环芳香烃及苯并芘最多的原材料，它聚集体形态，是纳米结构，直接影响橡胶制品的多环芳香烃含量。而炭黑中多环芳香烃是原料油在炭黑生产过程中产生的。
[0004]在传统的炉法炭黑生产工艺中，将空气与燃料油燃烧产生高温烟气轴向喷入反应炉；原料油在喉管段径向喷入，迅速裂解生成炭黑，然后原料油在高温氛围的反应炉中裂解成炭黑烟气，急冷段喷水生成炭黑；高温空气预热器换热；主袋滤器收集；湿法造粒，滚筒式干燥；打包成品出库。这样使得燃料油的喷入量有限，使得燃料油与氧气接触燃烧有限，从而不能很好的提供足够的高温环境，而径向喷入原料油不能很好的使原料油充分裂解生成炭黑，因此容易产生大量的多环芳香烃，多环芳香烃含量在50
‑
500ppm波动，不能满足特殊客户的要求。
[0005]公开于该
技术介绍
部分的信息仅仅旨在增加对本专利技术的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域一般技术人员所公知的现有技术。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的在于提供一种低多环芳香烃的炭黑生产方法，其能够有效缓解炭黑反应不充分的问题。
[0007]为实现上述目的，本专利技术的实施例提供了一种低多环芳香烃的炭黑生产方法，包括如下步骤：将燃料油和反应气体(富含氧的空气，氧气含量超过21％)沿反应炉径向从反应炉两侧喷入反应炉并燃烧，提供高温环境；在上述高温环境下，将原料油沿反应炉轴向喷入反应炉的喉管段进行原料油不完全裂解反应，获得炭黑烟气；对上述炭黑烟气在靠近空气预热器位置喷入去离子水(钾离子含量控制在20ppm以内)降温处理，从而延长炭黑反应时间，获得低多环芳香烃含量的炭黑粉体炭黑的18项多环芳香烃含量在10
‑
30ppm，所述冷却水的喷射方向与炭黑烟气流向一致；对降温处理后的含有烟气的炭黑进行气固分离处理，获得炭黑粉末；后续用湿法造粒机对炭黑粉末进行湿法造粒，获得粒状炭黑；以及用变频的滚筒干燥机将粒状炭黑中的多环芳香烃进行热脱附处理。
[0008]在本专利技术的一个或多个实施方式中，所述喷水降温处理包括：沿反应炉轴向喷入
冷却水，使得高温炭黑烟气降温，获得炭黑。
[0009]在本专利技术的一个或多个实施方式中，还包括使用空气预热器对喷水降温处理后的炭黑进行气固分离，获得炭黑粉末。
[0010]在本专利技术的一个或多个实施方式中，所述反应炉包括喉管段和停留段，所述停留段的长度为喉管段的5
‑
6倍。
[0011]在本专利技术的一个或多个实施方式中，所述热脱附处理包括：使用变频滚筒干燥机对炭黑粉末在低速下进行热脱附。
[0012]在本专利技术的一个或多个实施方式中，所述反应炉的反应温度为1700
‑
1850℃。
[0013]在本专利技术的一个或多个实施方式中，所述燃料油包括加热后的乙烯焦油或蒽油。
[0014]在本专利技术的一个或多个实施方式中，本专利技术的炭黑生成方法还包括对滚筒干燥机处理后的粒状炭黑采用提升机转移至指定位置，并对炭黑进行包装处理。
[0015]与现有技术相比，根据本专利技术实施方式的低多环芳香烃的炭黑生产方法，具有以下优点：
[0016]1.通过径向喷入燃料油和反应气体，以及轴向喷入原料油，使得燃烧温度更高，原料油炭黑反应更充分，生产获得的炭黑多环芳香烃含量低。
[0017]2.在冷却段进行喷水降温处理，使得炭黑反应更加充分完全，可有效防止生成的炭黑过度反应生成其他物质。
[0018]3.停留段延长设置，使得炭黑烟气在停留段有更多时间与空间进行汽化，能够保证炭黑生产的连续性，也可防止造成停留段堵塞。
[0019]4.使用湿法干燥机和滚筒干燥机对炭黑进行湿法干燥和滚筒干燥，且对湿法干燥机和滚筒干燥机增加变频机制，在炭黑干燥时降低干燥机转速，从而保证炭黑表面的多环芳香烃分离和热脱附更快，进一步降低炭黑的多环芳香烃含量。
附图说明
[0020]图1是根据本专利技术一实施方式的低多环芳香烃的炭黑生产方法的工艺流程图；
[0021]图2是根据本专利技术一实施方式的低多环芳香烃的炭黑生产方法的设备结构示意图。
[0022]主要附图标记说明：
[0023]1、反应炉；11、原料油进口；12、燃烧进口；13、喉管段；14、急冷段；15、冷却段；14
‑
1、第一急冷位置；14
‑
2、第二急冷位置；16、停留段；2、空气预热器；3、湿法造粒机；4、滚筒干燥机；5、提升机。
具体实施方式
[0024]下面结合附图，对本专利技术的具体实施方式进行详细描述，但应当理解本专利技术的保护范围并不受具体实施方式的限制。
[0025]除非另有其它明确表示，否则在整个说明书和权利要求书中，术语“包括”或其变换如“包含”或“包括有”等等将被理解为包括所陈述的元件或组成部分，而并未排除其它元件或其它组成部分。
[0026]下面结合图1和图2，对根据本专利技术优选实施方式的一种低多环芳香烃的炭黑生产
方法进行详细描述。所述生产方法包括如下步骤：
[0027]将燃料油和反应气体沿反应炉径向从反应炉1两侧喷入反应炉1并燃烧，提供高温环境。其中优选地，燃料油包括加热后的乙烯焦油或蒽油。具体的，反应炉1的反应温度为1750
‑
1900℃。反应气体为富氧空气，富氧空气的氧含量≥21％。
[0028]在上述高温环境下，将原料油沿反应炉轴向喷入反应炉1的喉管段13进行裂解，获得炭黑烟气；
[0029]接下来，对上述炭黑烟气进行喷水降温处理，获得炭黑，防止炭黑过度反应，降低炭黑中多环芳香烃的产生；
[0030]之后，对降温处理后的炭黑进行气固分离，获得炭黑粉末,此过程有助于炭黑中多环芳香烃的散发；
[0031]用湿法造粒机3对炭黑粉末进行湿法造粒，获得粒状炭黑；用滚筒干燥机4将粒状炭黑中的多环芳香烃进行热脱附处理，有助于炭黑中多环芳香烃的散发。
[0032]在一实施方式中，喷水降温处理包括：沿反应炉1轴向喷入冷却水，使得高温炭黑烟气降温，获得炭黑。具体的，该冷却水为去离子水，该冷却水的钾离子含量控制在20pp本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种低多环芳香烃的炭黑生产方法，其特征在于，包括如下步骤：将燃料油和反应气体沿反应炉径向从反应炉两侧喷入反应炉并燃烧，提供高温环境；在上述高温环境下，将原料油沿反应炉轴向喷入反应炉的喉管段进行裂解，获得炭黑烟气；对上述炭黑烟气在接近空气预热器位置喷水降温处理，降温处理的温度为850
‑
950℃，获得含有烟气的炭黑；对降温处理后的炭黑进行气固分离，获得软质炭黑粉末；用湿法造粒机对炭黑粉末进行湿法造粒，获得粒状炭黑；用滚筒干燥机将粒状炭黑中的多环芳香烃进行热脱附处理。2.如权利要求1所述的低多环芳香烃的炭黑生产方法，其特征在于，所述喷水降温处理包括：沿反应炉轴向喷入冷却水，使得高温炭黑烟气降温，获得炭黑，所述冷却水包括去离子水，所述冷却水的喷射方向与炭黑烟气流向一致。3.如权利要求2所述的低多环芳香烃的炭黑生产方法，其特征在于，还包括使用空气预热器对喷水降温处理后的炭黑进行气固分离，获得炭黑粉末。4.如权利要求2所述的低多环芳香烃的炭黑生产方法，其特征...

【专利技术属性】
技术研发人员：王军晓，吴美红，毛卫良，杨先慧，张尚勇，
申请(专利权)人：苏州宝化炭黑有限公司，
类型：发明
国别省市：