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乙炔炭黑的出产工艺和流程

时间: 2023-03-28 05:43:58 |   作者: soon88顺博体育

细节:

  乙炔炭黑(又称乙炔黑),正如其称号那样,是由乙炔为质料制成的炭黑。乙炔炭黑曾有下述三种已工业化的制作办法。

  ①不完全焚烧法是一种类似于天然气槽法炭黑的制作办法。因黑收率很低,外表含氧基团多,其导电功能欠好,现在一般不选用。

  ②爆破法将乙炔气紧缩到0.3MPa,在高温火花下引发、导致激烈的爆破反响,使乙炔裂解为炭黑。因难于操控,设备和操作较复已很少选用P在预热过的裂解炉中,导人乙炔气,阻隔空气热裂分化,生成乙炔炭黑。因为乙炔裂解是放热反响,故此进程能够继续进行,乙炔热裂解技能1925年在加拿大开端完结工业化。因为热裂解法收率高,设备简略,工艺操作简单,所以被广泛选用。

  热裂法乙炔炭黑出产进程由乙炔气制备工序、乙快裂解、炭黑搜集、紧缩和包装工序和制氮设备等组成。工业制取乙炔,有电石法(分湿式和干式)、甲烷裂解法和烃类裂解法等,等离子法正在研讨之中。其间电石法制乙炔,具有产品纯度高,工艺流程短,易操作等长处。目前国内乙快炭黑工厂均选用湿式电石法制取乙炔气。将电石参加乙炔发生器中,与水反响即得乙快气。其反响如下:

  即纯电石1kg,理论需水0.5625kg,生成0.406kg(0.35m2)乙快气,1,156kg熟石灰,放出1068.7kJ的热量。水量缺乏,电石分化或许使反响区的温度上升很高。如温度超越0℃,由发生下述反响:

  反响生成的氧化钙在电石块上构成密实的外皮,致使电石块淤积群发生剧烈的过热现象。过热温度可达800~1000C0,这时乙炔气有可焚烧,乙快-空气混合气也就会随即爆破,所以这种过热现象是风险。故在乙炔气的制备中要充沛确保水的用量。从乙炔发生器出来的乙炔气,肯定压力为7~9kPa。乙快气经冷、洗刷净化、汽水别离进入气柜供乙炔炭黑出产用。热裂法乙炔炭的工艺流程如图3-29所示。

  来自乙炔气柜的乙炔气,经阻火器、水封、孔板流量计,由乙快气嘴进入裂解炉中。阻隔空气裂解生成乙炔炭黑和氢气。在裂解炉倒上部引进由后部回来的低温富氢尾气,截焰冷却,停止炭黑反响。炭黑和氢气由炉底排出,经带水夹套的螺旋运送机边运送边冷却,经两级螺旋运送机后,炭黑进入研磨机,磨碎粗粒,除掉焦块。由运送风机经除渣器送入串联的两级旋风别离器,捕集下的炭黑经各自的贮斗,由气密阀排出。由二级旋风别离器縐壳排出的富氢尾气经脉冲袋滤器进一步捕集炭黒后,一部分经氢气回流管回来裂解炉;其余部分送至焚烧或其他综合运用设备,也有的工厂直接排放。由两级旋风别离器气密阀和脉冲袋滤器气密阀排出的炭黑经螺旋运送机,进入螺旋压编机紧缩,然后以每袋5kg包装成产品。由螺旋紧缩机抽出的气体经水环真空泵排入大气。炭黑在螺旋紧缩机中,脱掉幾黑中的空气并进行紧缩,以到达50%或100%的紧缩品即为终究产品。如紧缩前的粉状乙炔炭黑的视比容为3.4cm/g,50%紧缩品为粉状炭黑视比容的1/2,即16.67cmg:10%紧缩品为50%紧缩品视比容的1/2,即8.32cm3/g裂解炉结构如图3-30所示。乙快气经乙快气嘴进入裂解炉。炉内裂解段村以90~100m厚的石墨砖,や外用水冷却以维护炉衬,并带走部分剩余的热盐。裂解炉内装有环形副乙炔气入ロ刀及乙炔气嘴插焦器,以1次/min的频率作上下往复运动,制掉附聚于炉壁上的放冷却水F黑,捅掉乙炔气嘴头部构成的焦块。炉内设备、制刀和乙炔气嘴均设有水冷夹套冷却,炉温以坚持在1800C左右为宜。炉温过高,产品功能下降;炉温过低,又或许停止裂解反响。螺旋紧缩机是出产中的重要设备,如图3-31所示。产品经运送段螺旋2送入压回水缩段螺旋3进行一次紧缩,紧缩段轴上镶的一个圆形外套,外径由小逐渐变大,锥形套上安有螺距由大逐渐缩小,外径持平炭黑烟气的螺旋叶片,跟着螺旋轴的滚动,乙炔炭图3-30乙炔裂解炉结构黑的体积由大变小,被送往出料喇叭口4,1-ー乙炔气喷呢2一石墨破喇叭口4内塞有一个可调方位的顶锥5。调理顶锥与喇叭口的相对间隔,对乙快炭黑进行二次紧缩,排出的紧缩制品包装成产品。紧缩出的气体由散布在紧缩段筒体上的气水环式真空泵抽走。

  乙炔炭黑出产的技能特点是:①裂解炉有极高的反响热强度(10.3kJ/dm5),比其他火焰制取炭黑的热强度大10倍以上;②反响生成烟气有极高的炭黑浓度约1070g/m(规范),比其他出产办法得到油炭黑浓度高10倍以上。在工业出产中,因为热强度极高,可使温度高于2500°C,这样的高温复原火焰,需求裂解炉内衬碳质(石墨)耐热层。一旦裂解内部预热温度超越800°C,通入乙炔后就主动开端裂解进程。因裂解是放热反响,炉温将逐渐上升。为避免超温而引起生成的乙快炭黑石墨化炉温需操控在1600~-1800℃。这样,就需及时地把剩余的反响热移走,坚持炉温稳定,故裂解炉有必要设有水冷夹套。极高浓度的炭黑冷却停止反响和从炉中排出与运送2或N2是乙炔炭黑出产的另一个技CO术困难。问题是用何种气体稀释,完结截焰冷却并运用其排出和运送试验标明图3-32,引进图3-32用各种气体稀释乙快气体含氧气体,显着影响炭黑收同炭黑收率的联系率,而H2和N2对收率无影响,乙炔炭黑尾气富含氢气,中部以完结截焰冷却,并稀释烟气中的炭黑浓度以便进行气力运送。故可将它部分回流到裂解炉炭黑收率首要遭到乙炔气体中水蒸气的影响。在热裂解反响时也附加有水煤气反响C+H,OCO+H1256KJ/mol

  碳化钙加水生成乙炔气,如在运用前不进行气水别离,一般将含有2%~3%的水分。因为水分的存在,会使炭黑收率下降2%~3%,这说明引进乙炔气中的水分是影响收率的重要要素。当裂解炉内或乙炔气内有微量的氧(空气)时,还附加了乙快气的焚烧反响:2C2H2+502=-4CO2+2H2O+1294kJ/mol从图3-32也能看出,裂解炉漏进空气对炭黑收率的影响。理论核算,出产1kg乙炔炭黑需1.0839kg乙炔气(0.9325m3),发生00839kg氢气(0.9325m)。推算到化学纯电石,出产1kg乙炔炭黑需2.66kg化学纯电石0.327g水,发生3.0844kg氢氧化钙。工业出产每吨乙炔炭黑需电石3.5~4.2t。电石耗费取决于电石的等级,即电石的发气量(纯度)和粒度,乙炊发生器的功率和裂解的转化率等要素。乙炔炭黑出产用质料气、尾气的组成,见表3-9;出产工艺参数见表3-10。

  乙炔发生器制乙炔气的质料电石归于甲类火灾风险性物品,2出产归于甲类出产。乙炔气是一种易燃易爆气体,乙炔在高温(550℃以上)、加压0.25MPa和有某些杂质存在时,能发生爆破分化,爆破速度可180030g,爆破气浪压力比原压力进步11~13倍。因此在乙炭黑出产进程中有必要留意采纳充沛和有用的防火防爆办法。回来搜狐,检查更多