Сырьевая композиция для получения сажи

 

Изобретение относится к промышленности технического углерода, а именно к сырьевой композиции для получения сажи. Она включает следующие компоненты, мас. %: кумарон 0,5-5, нафталиновое масло 5,0-25, нефтехимический продукт, выбранный из группы, содержащей тяжелый газойль, термогазойль, экстракт газойля каталитического крекинга, термомасло, термоконцентрат, термофлегму, пиролизную смолу - 10-40, фракцию переработки каменноугольной смолы со среднеобъемной температурой кипения 360-420^oC - остальное. 2 табл.

Изобретение относится к промышленности технического углерода, а именно к сырьевой композиции для получения сажи. Полученная сажа может быть использована в шинной, радиотехнической, лакокрасочной, полиграфической и др. отраслях промышленности.

Известна сырьевая композиция для получения сажи [1] Композиция содержит нафталиновое масло и фракции переработки каменноугольной смолы со среднеобъемной температурой кипения 360-420^oC. Композиция характеризуется значительной агрегативной устойчивостью, но неоднородна, что заметно влияет на качество получаемой сажи.

Наиболее близкой по технической сущности к заявляемому описана сырьевая композиция для получения сажи, содержащая кумароновую смолу, нафталиновое масло и фракции переработки каменноугольной смолы со среднеобъемной температурой кипения 360-420^oC. Выход сажи с применением такой композиции повышается, снижается шероховатость сажи, улучшается шприцуемость резиновой смеси на ее основе, но сажа характеризуется низкими сорбционными свойствами, кроме того, сама сырьевая композиция проявляет большую неоднородность [2 - прототип] С целью повышения однородности сырьевой композиции для получения сажи, а также повышения сорбционных свойств сажи нами разработана сырьевая композиция для производства сажи.

Указанная цель достигается тем, что известная композиция на основе кумарона, нафталинового масла, фракций переработки каменноугольной смолы со среднеобъемной температурой 360-420^oC дополнительно содержит нефтехимические продукты, выбранные из группы термогазойль, тяжелый газойль, экстракт газойля каталитического крекинга, термомасло, термофлегма, термоконцентрат, пиролизная смола, а компоненты смеси взяты в следующих соотношениях, мас. кумарон -0,5-5; нафталиновое масло -5-25; нефтехимические продукты, выбранные из группы: термогазойль, тяжелый газойль, экстракт газойля каталитического крекинга, термомасло, термоконцентрат, термофлегма, пиролизная смола -10-40; фракции переработки каменноугольной смолы со среднеобъемной температурой кипения 360-420^oC остальное.

Кумарон в состав композиции вводится или непосредственно в смеситель непрерывного действия, или в виде кумароновой смолы с содержанием основного вещества 74-87% мас. или в виде инден кумароновой смолы или в растворе с нафталиновым маслом, или с прессовым отеком.

Нефтехимические продукты смешиваются с остальными или непосредственно в резервуаре приготовления смеси одновременной или раздельной подачей составляющих с использованием перемешивания за счет насоса или пристенного винтового смесителя, но лучше одновременной подачей их, нафталинового масла, кумарона и фракции каменноугольной смолы в смеситель непрерывного действия, снабженный кавитирующим устройством.

Однородность сырьевой композиции определялась как произведение числа оборотов центрифуги на продолжительность центрифугирования определенного объема сырьевой смеси до ее полного расслоения по формуле ϕ=ητ где v коэффициент однородности сырьевой смеси; t время центрифугирования, мин; h число оборотов центрифуги, мин.

Сорбционные свойства сажи характеризовались таким показателем, как удельная сорбционная емкость данного вещества (максимальное количество данного вещества, адсорбированного на поверхности сажи) воды, минерального масла И-20А, бензола.

Очень важна величина удельной сорбционной емкости по воде эта величина обеспечивает качество получаемых гранул, насыпную плотность сажи, ее транспортабельные свойства - где Σ удельная сорбционная "емкость"; v вещество P₁ количество вещества, адсорбированного на саже, кг;
P₂ количество сажи, кг.

Пример 1. Готовят сырьевую композицию содержащую 23% нафталинового масла, 3% кумарона, 40% экстракта газойля каталитического крекинга, 34% фракции переработки каменноугольной смолы со среднеобъемной температурой 364 (1 антраценовая фракция) путем одновременной подачи компонента в смеситель непрерывного действия. После смесителя композиция подается в резервуар хранения, при перемешивании циркуляционным насосом и температуре 80^oC. Из резервуара хранения композиция поступает в производство через теплообменник
влагоиспаритель, насос второго подъема, нагревающую печь и реактор для получения сажи.

В топку реактора подают природный газ с расходом 200 м³/ч, который сжигают с воздухом 2800 м³/ч. Полученные газы полного горения топлива поступают в смесительное сопло, куда подается нагретая до 220^oC сырьевая композиция, распыленная воздухом высокого давления, из смесительного сопла сажегазовые продукты поступают в реакционную камеру, где смесь закаливают водой, далее охлажденные продукты поступают в циклон, где сажа отделяется от газов, ее уплотняют и гранулируют. Определяют сорбционную емкость сажи по воде, маслу, бензолу.

Опыт повторили, меняя количество экстракта, применяли другие нефтехимические продукты.

Данные конкретных примеров приведены в табл.1.

Как следует из анализа данных таблицы, добавка к композиции на основе кумарона, нафталинового масла и других фракций переработки каменноугольной смолы со среднеобъемной температурой кипения 360-420^oC нефтехимических продуктов, выбранных из групп термогазойль, тяжелый газойль, термомасло, термоконцентрат, термофлегма, экстракт газойля каталитического крекинга, пиролизная смола увеличивает коэффициент однородности композиции в среднем на 30% удельная сорбционная емкость сажи по воде на 0,3-0,4 кг на кг сажи, по маслу, на 0,5-0,7 кг на кг сажи, бензолу 0,7-0,8 кг на 1 кг сажи.

Увеличение коэффициента однородности сырьевой композиции это способность сырья повышать временную и температурную устойчивость системы за счет взаимного растворения-разбавления отдельных компонентов друг в друге. При оптимальном подборе, как в случае предлагаемого изобретения, система находится в коллоидно-агрегативном равновесии вплоть до ее начала разложения в смесительном сопле реактора.

Повышение коэффициента однородности сырьевой смеси даже на 10% (в приведенных величинах) приводит к понижению образования грита и кокса, увеличивает выход частиц одного класса.

В табл. 2 приведены данные на примере 2 потоков производства сажи с использованием сырьевой композиции с коэффициентом однородности 8,5 (контрольный), и с коэффициентом однородности 9,7 при сохранении одинаковых параметров процесса производства сажи П-234.

Формула изобретения

Сырьевая композиция для получения сажи, включающая кумарон, нафталиновое масло, фракции переработки каменно-угольной смолы со среднеобъемной температурой кипения 360 420^oС, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит нефтехимический продукт, выбранный из группы, содержащей тяжелый газойль, экстракт газойля каталитического крекинга, термомасло, термоконцентрат, термофлегму, пиролизную смолу, при следующем соотношении компонентов мас.

Кумарон 0,5 5
Нафталиновое масло 5,0 25
Нефтехимический продукт, выбранный из группы, содержащей тяжелый газойль, экстракт газойля каталитического крекинга, термогазойль, термоконцентрат, термофлегму, пиролизную смолу 10 40
Фракции переработки каменноугольной смолы со среднеобъемной температурой кипения 360 420^oС Остальноен

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2