Способ получения среднедисперсной сажи

 

Способ получения среднедисперсной сажи, включающий сжигание топлива с воздухом, аксиальное распыление в продукты горения топлива 25-60% углеводородного сырья от общего количества предварительно нагретым до 450-800^oC воздухом, терморазложение этого сырья, подачу образовавшегося при этом сажегазового продукта в реакционную камеру, радиальное распыление в него остальной части углеводородного сырья предварительно нагретым до 450-800^oC воздухом, терморазложение его, последующую закалку водой полученной сажегазовой смеси и выделение из нее сажи, отличающийся тем, что, с целью снижения содержания твердых коксовых частиц в целевой саже, подачу сажегазового продукта и радиальное распыление сырья в реакционную камеру осуществляют при соотношении скоростей 1:2-8, причем сажегазовый продукт подают со скоростю 50-170 м/с.

Изобретение относится к производству сажи, в частности сажи средней дисперсности, и может быть использовано для получения печной сажи с удельной поверхностью 30-70 м²) г, применяемой в качестве усиливающего наполнителя в полимерных композициях. Целью изобретения является снижение содержания твердых коксовых частиц в среднедисперсной саже преимущественно за счет предотвращения коксования сырья на стенках реакционной камеры. Пример 1. В камеру горения реактора подают дизельное топливо в количестве 270 кг/ч, распыленное воздухом, подаваемым с расходом 300 нм³/ч. Для сжигания топлива в камеру горения подают предварительно подогретый до 420^oС воздух с расходом 8300 нм³/ч. В полученные продукты горения топлива аксиально подают первую часть предварительно подогретого до 220^oС сырья-смеси антраценового масла и термогазойля в соотношении 30:70 в количестве 1400 кг/ч, что составляет 40% от его общего количества, и распыливают его с помощью предварительно подогретого до 500^oС воздуха, подаваемого в количестве 320 нм³/ч. За счет тепла продуктов горения распыленное сырье терморазлагается в камере горения с образованием потока сажегазовых продуктов, который затем со скоростью 70 м/с подают в реакционную камеру. В этот поток сажегазовых продуктов радиально подают вторую часть сырья в количестве 2100 кг/ч со скоростью 210 м/с путем распыливания подогретым до 500^oС воздухом, подаваемым в количестве 480 нм³/ч. Удельный расход всего воздуха, подаваемого в процесс, на количество сырья и топлива составляет 2,5 нм³/кг. Радиально подаваемую часть сырья подвергают терморазложению в реакционной камере при 1450^oС. Образовавшуюся при этом сажегазовую смесь в конце реакционной камеры закаливают впрыскиванием воды до 700-750^oС, после чего подают в аппарат для отделения сажи от газообразных продуктов реакции. Выход полученной сажи из сырья 64% В соответствии с ГОСТ 7885-77 ее показатели следующие: удельная геометрическая поверхность 52,2 м²/г, масляное число 105 мл/100 г оптическая плотность бензинового экстракта 0,0014, содержание остатка после просева через сито с сеткой 0,045 К 0,05 мас. 0,14 К 0,000 мас. 0,5 К 0,0002 мас. Эти данные показывают, что полученная сажа имеет незначительное содержание мелкодисперсных коксовых частиц, причем наиболее дисперсная фракция, определяемая по ситу 0,045 К, составляет лишь 0,05 мас. Снижение содержания в саже по данному изобретению мелкодисперсных коксовых частиц обеспечивается оптимальным соотношением и величиной скоростей потока сажегазовых продуктов (V₁) и радиального распыливания углеводородного сырья (V₂) на участке ввода последнего при V₁ 50-70 м/с и V₂/V₁ 2-8. При этом при V₁ < 50 м/с наблюдается попадание капель сырья на стенки реакционной камеры и его коксование и внесение коксовых частиц в сажу. При V₁ > 170 м/c существенно растет гидравлическое сопротивление реактора и увеличивается дисперсность сажи. При V₂/V₁<1 крупные капли сырья на выходе из сырьевой форсунки увлекаются сажегазовыми продуктами и коксуются на прилегающей к ней стенке реакционной камеры. При V₂/V₁ > 8 капли сырья, обладающие максимальной кинетической энергией, пробивают поток сажегазовых продуктов и коксуются на противоположной от сырьевой форсунки стенке реакционной камеры. По мере нарастания частиц кокса они срываются и увлекаются сажегазовым продуктом, что приводит к загрязнению сажи коксовыми частицами. Предложенные скоростные режимы целесообразны для сырья с индексом корреляции 110-120 и топлива с теплотворной способностью 8000-25000 ккал/м³. Регулирование скорости сажегазовых продуктов осуществляют путем изменения диаметра зоны реакции на участке введения радиальных сырьевоздушных потоков. Варьирование скорости последних осуществляют изменением конструкции сырьевых форсунок. В табл. 1 и 2 представлены данные по выходу и свойствам сажи при различном отношении V₂/V₁, при постоянной скорости V₁ и в вариации V₁ и V₂. Данные таблиц показывают, что в пределах скоростных режимов подачи сажегазовых продуктов и радиального распыливания сырья на участке ввода последнего содержание остатка после просева сажи через сита с сетками 0045К 014К и 05К не превышает допускаемой техническими требованиями величины, что свидетельствует об отсутствии коксования сырья. ТТТ1

Формула изобретения

Способ получения среднедисперсной сажи, включающий сжигание топлива с воздухом, аксиальное распыление в продукты горения топлива 25-60% углеводородного сырья от общего количества предварительно нагретым до 450-800^oC воздухом, терморазложение этого сырья, подачу образовавшегося при этом сажегазового продукта в реакционную камеру, радиальное распыление в него остальной части углеводородного сырья предварительно нагретым до 450-800^oC воздухом, терморазложение его, последующую закалку водой полученной сажегазовой смеси и выделение из нее сажи, отличающийся тем, что, с целью снижения содержания твердых коксовых частиц в целевой саже, подачу сажегазового продукта и радиальное распыление сырья в реакционную камеру осуществляют при соотношении скоростей 1:2-8, причем сажегазовый продукт подают со скоростью 50-170 м/с.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3

MM4A Досрочное прекращение действия патента Российской Федерации на изобретение из-за неуплаты в установленный срок пошлины за поддержание патента в силе

Номер и год публикации бюллетеня: 36-2000

Извещение опубликовано: 27.12.2000        

---