Способ получения техуглерода из углеводородного сырья

 

Изобретение относится к нефтехимической промышленности, а именно к производству техуглерода (сажи) из углеводородного сырья. Сущность изобретения заключается в способе получения техуглерода из углеводородного сырья, включающем нагрев углеводородного сырья и его подачу в устройство получения техуглерода, проведение реакции получения техуглерода, охлаждение полученного техуглерода и его удаление из устройства. Углеводородное сырье предварительно разделяют на узкие фракции 10 - 40^oС, преимущественно 10 - 15^oC, которые и подают в устройство получения техуглерода по отдельности. При создании данного изобретения была решена задача существенного увеличения дисперсности техуглерода при его высоком выходе. 1 з.п.ф-лы, 1 табл.

Изобретение относится к нефтехимической промышленности, а именно к производству техуглерода (сажи) из углеводородного сырья.

Наиболее близким к предлагаемому является способ [Kuehner G. and Voll M. (1993). Manufacture of Carbon Black. In Carbon Black. Donnet J-B et al Eds., Marcel Dekker, N.Y., 1] получения техуглерода, включающий нагрев углеводородного сырья и его подачу в устройство получения техуглерода, проведение реакции получения техуглерода и его удаление из устройства.

Недостатком наиболее близкого аналога является небольшой выход техуглерода с высокой дисперсностью, а в случае высокого выхода - малая дисперсность.

При создании данного изобретения была поставлена задача существенного (в три и более раз!) увеличение дисперсности техуглерода при его высоком выходе.

Поставленная техническая задача решается за счет того, что в способе получения техуглерода из углеводородного сырья, включающем нагрев углеводородного сырья и его подачу в устройство получения техуглерода, проведение реакции получения техуглерода, охлаждение полученного техуглерода и его удаление из устройства, углеводородное сырье разделяют любым известным образом на фракции 10 - 40^oC, преимущественно узкие 10 - 15^oC, которые и подают в устройство получения техуглерода по отдельности.

С помощью данного изобретения возможно получение техуглерода, применяя все известные процессы: печной, газблек и пиролиз. В качестве углеводородного сырья можно использовать как каменноугольную смолу, так и любое углеводородное сырье, содержащее конденсированные ароматические соединения.

Предлагаемый способ осуществляют следующим образом.

При использовании любого процесса (печного, газблек или пиролиз) исходное сырье разделяют на фракции 10 - 40^oC, преимущественно узкие 10 - 15^oC, а в устройство получения техуглерода вводят нагретые узкие фракции сырья по отдельности.

При печном процессе предварительно полученные узкие фракции сырья подают в устройство для смешения с горячими продуктами полного горения некоторого топлива (обычно - природный газ) по отдельности, например сначала узкую фракцию 15^oC, выкипающую в пределах 294 - 309^oC, затем фракцию 12^oC, выкипающую в пределах 321^oC и т.д. Часть вводимого углеводорода (фракции) сгорает, а оставшийся углеводород подвергается пиролизу с образованием технического углерода. Газообразные продукты горения вместе с техническим углеродом охлаждаются вводимой водой, а технический углерод выделяется в мешочном фильтре.

В процессе газблек нагретые узкие фракции сырья смешивают с нагретым газом, содержащим водород (обычно - коксовый газ), и подают в щелевые горелки, где смесь сгорает в виде диффузионного ламинарного пламени. Образующийся в пламени технический углерод осаждается на охлаждаемой водой осадительной поверхности в виде горизонтального вращающегося цилиндра. Оставшийся на поверхности цилиндра технический углерод удаляется неподвижными скребками, осаждается в бункерах и шнеками выводится из устройства.

При пиролизе технический углерод получают в периодических регенеративных печах. Нагретые узкие фракции вводятся в предварительно нагретое устройство, заполненное огнеупорной насадкой. При высокой температуре происходит пиролиз углеводородов с образованием технического углерода, который вместе с газообразными продуктами пиролиза выносится из устройства. После охлаждения вводимой водой технический углерод выделяется в мешочном фильтре.

Использование узких фракций позволяет получить техуглерод со значительно более высокой дисперсностью (удельной поверхностью), чем при использовании исходного сырья в виде каменноугольной смолы или других продуктов, содержащих конденсированные ароматические соединения. Данный эффект объясняется обнаруженным авторами явлением ингибирования сажеобразования для смесей углеводородов.

В таблице приведены опытные данные по сравнительному пиролизу каменноугольной смолы и ее отдельных узких фракций, свидетельствующие о решении с помощью заявленного способа поставленной при создании изобретения задачи.

Формула изобретения

1. Способ получения техуглерода из углеводородного сырья, включающий нагрев углеводородного сырья и его подачу в устройство получения техуглерода, проведение реакции получения техуглерода, охлаждение полученного техуглерода и его удаление из устройства, отличающийся тем, что углеводородное сырье предварительно разделяют на узкие фракции 10 - 40^oC, которые подают в устройство получения техуглерода по отдельности.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что углеводородное сырье разделяют на фракции 10 - 15^oC.

РИСУНКИ

Рисунок 1