Способ получения микросферических гранул сажи


 


Владельцы патента RU 2456317:

Российская Федерация, от имени которой выступает Министерство промышленности и торговли Российской Федерации (RU)

Изобретение относится к технологии получения гранулированной сажи и может быть использовано в химической промышленности. Способ получения микросферических гранул сажи включает смешение сажи с гранулирующей жидкостью и сушку полученных мокрых гранул. В качестве гранулирующей жидкости используют водный раствор фурфурилового спирта с концентрацией 20-30%. Весовое соотношение гранулирующая жидкость: сажа составляет (1,07-1,12):1. Способ позволяет получать микросферические гранулы сажи размером 0,3-0,5 мм, с выходом от 70% и более и насыпной плотностью гранулята 420-435 кг/м3. 1 табл., 10 пр.

 

Изобретение относится к технологии получения гранулированной сажи, а именно к способу получения микросферических гранул сажи, использующихся в качестве исходного материала для получения сорбентов и носителей катализаторов.

Известен большой спектр связующих добавок, используемых в процессе влажной грануляции, например, патент США №2427238 описывает использование ряда гигроскопичных органических жидкостей или растворов, включая этиленгликоль, патент США №2850403 раскрывает использование углеводов, таких как сахар, меласса, растворимый крахмал, сахариды и производные бурого угля в качестве связующих добавок при грануляции в диапазоне от 0,1 до 0,4% по весу от сухой сажи. В патенте США №2639225 описано использование сульфонатов и сульфатов анионных сурфактантов в качестве гранулирующей добавки в количестве от 0,1 до 0,5% по весу от сухой сажи, авторское свидетельство СССР №937492 раскрывает использование водного раствора от 0,1 до 5,0% продуктов реакции мочевины и этилированного алкилоламида.

Использование гранулирующих добавок в указанных патентах, в основном, улучшает транспортировочные свойства гранул, но не приводят к изменению свойств гранулированной сажи для применения в конечных продуктах.

Известно применение гранулирующих добавок для получения определенных свойств исходного материала, например фирма Cabot Corporation в патенте РФ №2190639 предлагает использовать в качестве гранулирующей добавки полиэтиленгликоль в количестве от 0,1 до 50% по весу от веса сажи, для последующего использования обработанной сажи в полупроводящих и изолирующих соединениях, например в электрических кабелях.

Наиболее близким к предлагаемому является способ получения модифицированной гранулированной сажи, в котором для повышения прочностных характеристик гранул в качестве гранулирующей жидкости используют фракцию полиэтиленполиаминов технических с температурой кипения 210-450°С в количестве 0,5-5,0% весовых. Полученный гранулят имеет размеры гранул от 0,1 до 3 мм (а.с. СССР №1120006, прототип).

Недостатком данного способа является невозможность регулирования фракционного состава гранул в процессе гранулирования и, как следствие, невысокий выход гранул с заданными размерами.

Целью настоящего изобретения является получение микросферических гранул сажи заданного размера - от 0,3 до 0,5 мм, с выходом от 70% и более, и насыпной плотностью гранулята 420-435 кг/м3.

Предлагаемый способ получения микросферических гранул сажи включает смешение сажи с гранулирующей жидкостью и сушку полученных мокрых гранул, причем в качестве гранулирующей жидкости используют водный раствор фурфурилового спирта с концентрацией 20-30%, а весовое соотношение гранулирующая жидкость:сажа составляет (1,07-1,12):1.

Отличительными признаками предлагаемого изобретения является использование в качестве гранулирующей жидкости водного раствора фурфурилового спирта C5H6O с концентрацией 20-30% и весовым соотношением гранулирующая жидкость:сажа (1,07-1,12):1. Предлагаемая совокупность существенных признаков позволяет получить микросферические гранулы сажи заданного размера - от 0,3 до 0,5 мм, в количестве от 70 до 87%.

Использование водных растворов фурфурилового спирта в качестве гранулирующей жидкости позволяет приготовить пластичный состав, реологические свойства которого обеспечат в процессе гранулирования формирование гранул требуемого размера.

Введение водных растворов фурфурилового спирта с концентрацией менее 20% не приводит к значительному увеличению выхода гранул требуемого размера, а использование водных растворов с концентрацией фурфурилового спирта более 30% приводит к налипанию формовочных составов на лопасти гранулятора и снижению технологичности стадии гранулирования.

В приведенных ниже примерах гранулометрический состав определялся по ГОСТ 16187-70, насыпную плотность определяют по ГОСТ 25699.14-90. Условия грануляции и показатели качества гранулята сажи приведены в таблице.

Пример 1 (по прототипу).

В лабораторный смеситель-гранулятор длиной 400 мм и диаметром 200 мм загружают 1 кг сажи и подают 1%-ный водный раствор фракции полиэтиленполиаминов с температурой кипения 210-450°С. При оптимальном соотношении сажи и раствора 1:1 осуществляют гранулирование в течение 3 мин при скорости вращения пальцевого ротора 370 об/мин. Затем гранулы выгружают и высушивают в термостате при 250°С.

Количество гранул с размерами 0,3-0,5 мм в суммарной массе гранулированного продукта составляет 9,8%.

Пример 2 (по предлагаемому способу).

В лабораторный смеситель-гранулятор длиной 400 мм и диаметром 200 мм загружают 1 кг сажи и подают водный раствор фурфурилового спирта с концентрацией 17,96%, весовое соотношение гранулирующая жидкость:сажа составляет 1,10:1. Полученный гранулят содержит 19% микросферических гранул сажи требуемой фракции размером 0,3-0,5 мм.

Пример 3.

Аналогичен примеру 2, но концентрация водного раствора фурфурилового спирта составляет 22,39%, весовое соотношение гранулирующая жидкость:сажа 1,11:1. Полученный гранулят содержит 41% требуемой фракции размером от 0,3 до 0,5 мм.

Пример 4.

Аналогичен примеру 2, но концентрация водного раствора фурфурилового спирта составляет 26,78%, весовое соотношение гранулирующая жидкость:сажа 1,12:1. Полученный гранулят содержит 87% требуемой фракции размером от 0,3 до 0,5 мм.

Пример 5.

Аналогичен примеру 4, но весовое соотношение гранулирующая жидкость:сажа составляет 1,09:1. Полученный гранулят содержит 71% требуемой фракции размером от 0,3 до 0,5 мм.

Пример 6.

Аналогичен примеру 4, но весовое соотношение гранулирующая жидкость:сажа составляет 1,17:1. Полученный гранулят содержит 62% требуемой фракции размером от 0,3 до 0,5 мм.

Пример 7.

Аналогичен примеру 4, но концентрация водного раствора фурфурилового спирта составляет 31,15%. Полученный гранулят содержит 12,7% требуемой фракции размером от 0,3 до 0,5 мм.

Пример 8.

Аналогичен примеру 2, но концентрация водного раствора фурфурилового спирта составляет 24,59%, весовое соотношение гранулирующая жидкость:сажа 1,22:1. Полученный гранулят содержит 7,0% требуемой фракции размером от 0,3 до 0,5 мм.

Пример 9.

Аналогичен примеру 4, но концентрация водного раствора фурфурилового спирта составляет 26,00%. Полученный гранулят содержит 84,0% требуемой фракции размером от 0,3 до 0,5 мм.

Пример 10.

Аналогичен примеру 4, но концентрация водного раствора фурфурилового спирта составляет 27,10%. Полученный гранулят содержит 85,0% требуемой фракции размером от 0,3 до 0,5 мм.

Таким образом, как видно из таблицы, максимальный выход микросферических гранул сажи размером от 0,3 до 0,5 мм при насыпной плотности гранулята 420-435 кг/м3 происходит при использовании в качестве гранулирующей жидкости водного раствора фурфурилового спирта с концентрацией 20-30% при весовом соотношении гранулирующая жидкость:сажа (1,07-1,12):1.

Таблица
Условия грануляции и показатели качества гранулята сажи
№ при мера Концентрация водного раствора фурфурилового спирта, % Весовое соотношение гранулирую
щая жидкость: сажа
Насыпная плотность гранулята, кг/м3 Гранулометрический состав, % Выход гранул размером 0,3-0,5 мм, %
Размер гранул, мм
более 1,6 более 1,0 более 0,63 более 0,5 более 0,3 менее 0,3
1 1% водный раствор полиэтилен полиаминов 1:1 342 13,2 - - 69,6 9,8 7,4 9,8
2 17,96 1,10:1 380 - 24,0 - 42,0 19,0 15,0 19,0
3 22,39 1,11:1 395 - 10,0 - 13,0 41,0 36,0 41,0
4 26,78 1,12:1 420 - 1,4 6,2 4,8 87,0 0,6 87,0
5 26,78 1,09:1 430 - 2,3 15,4 8,3 71,0 3,0 71,0
6 26,78 1,17:1 435 9,8 6,0 11,0 10,0 62,0 1,2 62,0
7 31,15 1,12:1 430 5,6 - 24,7 54,2 12,7 2,8 12,7
8 24,59 1,22:1 420 29,0 15,0 26,0 21,5 7,0 1,5 7,0
9 26,00 1,12:1 420 - 1,0 5,2 7,6 84,0 2,2 84,0
10 27,10 1,12:1 430 - 0,8 4,2 8,5 85,0 1,5 85,0

Способ получения микросферических гранул сажи, включающий смешение сажи с гранулирующей жидкостью и сушку полученных мокрых гранул, отличающийся тем, что в качестве гранулирующей жидкости используют водный раствор фурфурилового спирта с концентрацией 20-30%, а весовое соотношение гранулирующая жидкость:сажа составляет (1,07-1,12):1.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к гранулированной модифицированной саже, легко диспергируемой в термопластичных полимерах и обладающей повышенной защитной активностью от воздействия ультрафиолетового облучения, к способу ее получения и к полимерным композициям на ее основе.

Изобретение относится к технологии получения гранулированной сажи, содержащей преимущественно крупносферические гранулы и использующейся в качестве усиливающего наполнителя эластомеров, а также в качестве исходного материала для получения сорбентов и носителей катализаторов.

Изобретение относится к автоматизации химико-технологических процессов и может быть использовано при управлении процессом мокрого гранулирования сажи. .

Изобретение относится к автоматизации технологических процессов в химической промышленности. .

Изобретение относится к устройствам для уплотнения высокодисперсных пылящих материалов, например, сажи в ее производстве. .

Изобретение относится к производству сажи. .

Изобретение относится к производству технического углерода и обеспечивает , получение электропроводной гранулированной сажи с невысокими энергозатратами. .

Изобретение относится к технологии технического углерода и позволяет повысить прочность гранул сажи и. .
Изобретение относится к химической промышленности. Сначала получают однородную смесь порошка углеродной сажи, воды, связывающего вещества и диспергрующего вещества, в которой соотношение углеродной сажи и воды находится в пределах от 0,1:2,0 до 2:1. Диспергирующее вещество является поверхностно-активным веществом, включающим амин и полиэфир в соотношении от 0,1:10 до 10:0,1. Полиэфир выбран из группы, включающей этиленоксид и/или пропиленоксид в соотношении не менее 1. Содержание указанного диспергирующего вещества находится в пределах 0,005-0,1% указанной жидкости. Полученную однородную смесь гранулируют в грануляторе и сушат сырые гранулы в течение 20-60 мин при температуре 150-250°С. Снижается расход воды и электроэнергии, увеличивается производительность процесса, улучшается качество гранул углеродной сажи за счёт равномерного распределения в них воды, связывающего вещества и сажи. 4 з.п. ф-лы, 1 табл., 2 пр.
Наверх