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一种炭黑及其出产工艺的制作方法

时间: 2023-03-29 07:27:04 |   作者: soon88顺博体育

细节:

  近些年,轿车工业和交通运输业的高速开展促进越来越多的研讨者将目光聚集于轮胎的改性上,跟着可持续开展、节能减排的概念家喻户晓,人们对轿车的节能性与安全性的要求也日益加深。就节能而言,轮胎翻滚阻力越小,轿车的油耗越低。轮胎的翻滚阻力越大,轮胎的疲惫生热越高,导致轮胎的使用寿命和安全性大大下降。“绿色轮胎”的要求是节能、安全、经用,怎么有用下降轮胎翻滚阻力,削减生热量,进步轮胎的使用寿命是现在的研讨要点。现在归入astm规范的n234炭黑其耐磨功能优于n220,加工涣散功能好,可是含有n234的胶料生热较高,翻滚阻力、滞后丢失较大。

  本创造的意图在于战胜上述现有技能的不足之处而供给一种低生热高耐磨,一起具有相似n234的高结构、优秀的补强和涣散性的炭黑及其出产工艺。

  为完成上述意图,本创造所采纳的技能计划为:一种炭黑,所述炭黑由乙烯油作为质料油、碳酸钾溶液作为添加剂溶液、天然气作为燃料在制备设备中制备所得;所述添加剂溶液中,碳酸钾的质量浓度为1.5-2.0%,溶剂为水;所述质料油与添加剂溶液进入制备设备中的反响炉的质量流量比为(1000-1500):1。经本创造申请人屡次试验验证,以所述份额制备出来的炭黑的结构(性)最高。

  (2)将预热的紧缩空气、天然气和添加剂溶液送入反响炉内,在1900-1950℃下进行焚烧反响;

  (3)将质料油预热至200-250℃,然后参加反响炉内进行裂解反响,发生炭黑烟气;

  (5)搜集急冷后的炭黑烟气,然后破坏、造粒、枯燥、除杂、磁选等精制得到所述炭黑。

  优选地,所述过程(1)中,紧缩空气预热前的温度为80-120℃,预热至600-660℃用时3-5s。

  优选地,所述过程(2)中,紧缩空气进入反响炉的流量为9.6-10.0km3/h。操控流量的意图是为了操控反响的温度,从而操控产品的粒径。

  优选地,所述过程(3)中,质料油预热前的温度为60-90℃,预热至200-250℃用时3-5分钟。

  优选地,所述过程(3)中,质料油的入炉压力为2.5-2.8mpa。设定此压力规模的意图是为了保证质料油的雾化作用杰出。

  优选地,所述过程(3)中,质料油的入炉流量为2500-2800kg/h,裂解时刻为15-25μs。

  本创造申请人经过试验研讨发现,质料油的入炉流量设置为上述规模时,能够有用地操控产品的粒径在所需规模内。

  优选地,所述过程(4)中,第一次急冷在反响炉中进行,急冷水压力为0.7-1.3mpa,将炭黑烟气降温至750-770℃,然后使炭黑烟气顺次经过空气预热器和质料油预热器,最终进行第2次急冷,第2次急冷的水压力为0.7-1.3mpa,使炭黑烟气进一步降温至250-270℃。

  之所以约束急冷水压和降温温度为所述规模是为了有用地停止反响,为下一步的搜集炭黑烟气降温,别的,也能够削减炭黑的外表粗糙度。

  优选地,所述过程(5)中,选用湿法造粒,造粒水压力为0.2-0.4mpa,造粒得到的炭黑颗粒的粒径为0.5-1.4mm。

  比较于现有技能,本创造的有利作用为:本创造经过对质料油进行挑选,操控炭黑出产工艺中的质料油及添加剂的流量比以及质料油的流量、急冷条件等,制备出了具有高耐磨性的炭黑,而且所述炭黑具有低生热、高结构、高涣散性和高定伸应力等长处,合适应用于多个范畴中。

  为更好地阐明本创造的意图、技能计划和长处,下面将结合附图和具体施行例对本创造作进一步阐明。

  (2)将预热的紧缩空气以10km3/h的流量通入反响炉内,将天然气和碳酸钾质量分数为1.75%的碳酸钾水溶液以2.5kg/h的流量送入反响炉内,在1900℃下进行焚烧反响;

  (3)将80℃质料油预热4min至250℃,然后以2500kg/h的流量参加反响炉内进行裂解反响,反响20μs,发生炭黑烟气;

  (4)将过程(3)所述炭黑烟气进行两次急冷,第一次急冷,急冷水压力为1.0mpa,将炭黑烟气温度降至760℃,第2次急冷,急冷水压为1.0mpa,将炭黑烟气降温至260℃;

  (5)降温后的炭黑烟气进入主袋滤器进行搜集,搜集的炭黑经微米破坏机破坏后,再送至旋风分离器;选用湿法造粒,造粒水压力为0.3mpa,造粒后得到炭黑颗粒,粒径为0.5-1.4mm;最终在230℃下枯燥,得到所述炭黑。

  本施行例的出产工艺流程如图1所示,对本创造施行例所述炭黑,按表1中的配方进行炼胶,对胶片进行功能测验,测验规范如表2所示,测验成果如表3所示,其间n234的炼胶配方与施行例1相同。

  (2)将预热的紧缩空气以9.6km3/h的流量通入反响炉内,将天然气和碳酸钾质量分数为1.5%的碳酸钾水溶液以2.08kg/h的流量送入反响炉内,在1900℃下进行焚烧反响;

  (3)将80℃质料油预热4min至250℃,然后以2600kg/h的流量参加反响炉内进行裂解反响,反响25μs,发生炭黑烟气;

  (4)将过程(3)所述炭黑烟气进行两次急冷,第一次急冷,急冷水压力为1.3mpa,将炭黑烟气温度降至760℃,第2次急冷,急冷水压为0.7mpa,将炭黑烟气降温至260℃;

  (5)降温后的炭黑烟气进入主袋滤器进行搜集,搜集的炭黑经微米破坏机破坏后,再送至旋风分离器;选用湿法造粒,造粒水压力为0.3mpa,造粒后得到炭黑颗粒,粒径为0.5-1.4mm;最终在230℃下枯燥,得到所述炭黑。

  (2)将预热的紧缩空气以9.8km3/h的流量通入反响炉内,将天然气和碳酸钾质量分数为2.0%的碳酸钾水溶液以1.87kg/h的流量送入反响炉内,在1900℃下进行焚烧反响;

  (3)将80℃质料油预热4min至250℃,然后以2800kg/h的流量参加反响炉内进行裂解反响,反响15μs,发生炭黑烟气;

  (4)将过程(3)所述炭黑烟气进行两次急冷,第一次急冷,急冷水压力为0.7mpa,将炭黑烟气温度降至760℃,第2次急冷,急冷水压为1.3mpa,将炭黑烟气降温至260℃;

  (5)降温后的炭黑烟气进入主袋滤器进行搜集,搜集的炭黑经微米破坏机破坏后,再送至旋风分离器;选用湿法造粒,造粒水压力为0.3mpa,造粒后得到炭黑颗粒,粒径为0.5-1.4mm;最终在230℃下枯燥,得到所述炭黑。

  对份额1为出产质料有别于本创造的炭黑,其出产所用质料油为蒽油,其他反响质料及出产工艺与施行例1相同。由对份额1制备的产品的功能测验成果如表3所示。

  对份额2为出产工艺有别于本创造的炭黑,在出产对份额2的过程中,紧缩空气的入炉流量为8km3/h,其他出产工艺与施行例1相同。由对份额2制备的产品的功能测验成果如表3所示。

  对份额3为出产工艺有别于本创造的炭黑,其出产的炭黑烟气两次急冷水压均为0.5mpa,除此之外,其他出产工艺与施行例1相同。由对份额3制备的产品的功能测验成果如表3所示。

  对份额4为出产工艺有别于本创造的炭黑,在出产过程中,质料油的入炉流量为3500kg/h,碳酸钾水溶液的入炉流量为4.5kg/h,其他出产工艺与施行例1相同。由对份额4制备的产品的功能测验成果如表3所示。

  吸碘值和氮吸附外表积用于评价炭黑的比外表积,吸油值和上色强度用于表征炭黑结构、粒径。

  从表1中可知,施行例1~3制品的紧缩生热显着低于对份额1~4及n234,标明本创造揭露的技能计划可有用缓解炭黑产品的生热状况;别的,施行例1~3制备的产品的din磨耗和300%定伸应力也显着优于对份额1~4,标明以本创造揭露的出产工艺制备炭黑,其出产的产品更耐磨,而且具有较高的强度,有利于延伸产品的使用寿命。

  最终所应当阐明的是,以上施行例仅用以阐明本创造的技能计划而非对本创造维护规模的约束,虽然参照较佳施行例对本创造作了具体阐明,本范畴的一般技能人员应当了解,能够对本创造的技能计划进行修正或许同等替换,但并不脱离本创造技能计划的本质和规模。