约160°C至约600°C (例如160°C至约500°C、或者200°C至约450°C、或者215°C 至约400°C等）的初沸点。所述炭黑产生原料可为任何导致炭黑形成的常规的炭黑产生原 料。例如，可使用任何烃材料。合适的原料可为能够容易地在反应条件下挥发的任何产生 炭黑的烃原料。例如，可使用：不饱和烃例如乙炔；烯烃例如乙烯、丙烯、丁烯；芳族化物例 如苯、甲苯和二甲苯；某些饱和烃；以及其它的烃例如煤油、萘、萜烯、乙烯焦油、芳族循环 油等。
[0036] 能够采用本发明进行加工的炭黑产生原料通常可包括用于炭黑生产的任何烃液 体或油原料。合适的液体原料包括，例如，不饱和烃、饱和烃、烯烃、芳族化物、以及其它的 烃（例如煤油、萘、萜稀、乙烯焦油、煤焦油、裂化器残留物、以及芳族循环油）、或者它们的 任意组合。所述原料可为，例如，澄清油、煤焦油产物、乙烯裂化器残留物、含沥青质的油、或 者它们的任意组合。原料类型可影响结垢行为。在不同原料类型之间和/或在一种原料类 型之内，化学性质可能有所不同。例如，基于经验和实验室试验，澄清油、焦化油、煤焦油和 乙烯裂化器残留物全部能够在高于约300°C的各种温度下结垢。例如，乙烯裂化器残留物 (ECR)在沥青质中可以是相对高的。其它原料类型也可以包含沥青质和/或具有符合其它 结垢机理的化学性质。
[0037] 原料的沥青质含量可以是，例如，从0重量％到约30重量％，或至少约0. 5重 量％，或至少约1重量％，或至少约2重量％，或至少约3重量％，或从约1重量％到约10 重量％，或从约2重量％到约7. 5重量％，或从约2. 5重量％到约5重量％，基于总的原料 重量。原料可具有的初沸点，例如，为约160°C -约500°C，或从约180°C到约450°C，或从约 200°C到约400°C，或从225°C到约350°C。初沸点是指（原料的）第一原料组分蒸发的温 度。原料可具有的中沸点，例如，为从约380 °C到约800 °C，或从约400 °C到约500 °C，或从约 425°C到约475°C，或从440°C到约460°C。中沸点是指50%的原料组分已经蒸发的温度。原 料可具有的终沸点，例如，为从约600°C到约900°C，或从约625°C到约725°C，或从约650°C 到约700°C，或从670°C到约690°C。终沸点是指100%的原料组分已经蒸发的温度。可以 应用其它初、中和/或终沸点，这取决于原料的选择及化学性质。
[0038] 本发明的方法能够使用的炉法炭黑反应器具有例如在本文中所涉及的改变和改 进。例如，本发明的方法能够在模块化（也称为"分段式"）的炉法炭黑反应器中实施。 能够改变或改进以实施本发明的分段式炉法反应器显示在例如美国专利No. 3, 922, 335 ; 4, 383, 973 ;5, 190, 739 ;5, 877, 250 ;5, 904, 762 ;6, 153, 684 ;6, 156, 837 ;6, 403, 695 ;和 6, 485, 693B1中，它们的全部内容均在此全文引入作为参考。
[0039] 关于与炭黑产生原料组合的热气流（或者经加热的气流），所述热气流还可考虑 能够通过使固态、液态和/或气态的燃料与合适的氧化剂物流（例如，但不限于，空气、氧 气、空气和氧气的混合物等）接触而产生的热燃烧气体或者经加热的气流。可选择地，可在 未添加液态或气态燃料的情况下，使经预热的氧化剂物流通过。适合用于接触氧化剂物流 以产生热气体的燃料的实例包括任何易于燃烧的气体、蒸气、或者液体物流，例如天然气、 氢气、一氧化碳、甲烷、乙炔、醇、经回收的尾气、或者煤油。通常地，优选使用具有高含量的 含碳组分（且尤其是烃）的燃料。本发明的用来生产炭黑的空气与燃料的比例可以是约 0. 7:1至无穷大、或者约1:1 (化学计量比例）至无穷大。为了促进热气体的产生，氧化剂物 流可以被预热。实质上，所述经加热的气流是通过点燃或燃烧燃料和/或氧化剂而产生的。 对于所述经加热的气流，可获得例如约l〇〇〇°C至约3500°C的温度。
[0040] 采用本发明，可通过增量剂流体来调节原料的射流透入度。例如，所述增量剂流 体具有影响流体-原料混合物的一个或多个射流的节流阀流速或者临界速度或者这两者 的能力，所述流体-原料混合物在其通过一个或多个引入点引入至反应器时具有喷射物流 的形式。增量剂流体的量越大，所述混合物的节流阀流速或者所述混合物的临界速度越高 (其中，节流阀流速和临界速度是指针对所述混合物而言的速度），且因此射流进入所述经 加热的气流的透入度越大。
[0041] 本发明的另一个优点是能够使用增量剂流体来提高炭黑的总产率。采用本发明， 使用相同量的原料流体可制得更多的炭黑。例如，产率可提高至少1%、至少2%、或至少 5%，其中所述产率百分数是基于炭黑的重量百分数。采用预先加热（如本文所述）增量剂 流体、炭黑原料、或者这两者的选择，广率可进一步提尚。
[0042] 本发明的另一个优点是关于能够使用大的孔口或喷嘴尺寸。在一些炭黑工艺中， 由于炭黑原料中的颗粒物，使用大的孔口或喷嘴尺寸。采用大的喷嘴尺寸以避免由于存在 颗粒物而阻塞喷嘴。然而，如果采用大的喷嘴尺寸，这可防止原料流体进入加热气体燃烧 物流的足够或良好的透入度，因为原料的压力和速度发生降低。然而，采用本发明，增量剂 流体的使用提供了提高原料流体动量的能力（即使所述原料流体来自于大的喷嘴尺寸也 是如此），使得达到与使用小的喷嘴尺寸时相同水平的透入度，从而实现了所期望的炭黑形 成。
[0043] 作为选择，可在与增量剂流体组合之前，对所述与增量剂流体混合的炭黑原料进 行加热。换句话说，可对炭黑原料进行预热。所述原料的预热以及所涉及的技术可如国际 公布号W02011/103015中所述的，其在此全文引入作为参考。
[0044] 在本发明中，作为选择，可在与增量剂流体组合之前，将炭黑原料加热至超过 300 °C或者约360 °C至约850 °C或更高、或者约400 °C至约600 °C的温度或者其它温度。
[0045] 在本发明中，作为选择，可在与炭黑原料组合之前，将增量剂流体加热至至少 100°C、至少300°C、或者至少500°C、或者至少750°C、或者至少1000°C、或者至少1200°C的 温度、或者其它温度。
[0046] 在本发明中，作为选择，可在使增量剂流体和炭黑原料组合在一起之前，将它们各 自分别预热至相同或不同的预热温度。所述预热温度可为前面提供的范围，即，炭黑原料可 加热至超过300°C或者约360°C至约850°C或更高、或者约400°C至约600°C的温度，和/或 增量剂流体可加热至至少100°C、至少300°C、或者至少500°C、或者至少750°C、或者至少 1000°C、或者至少1200°C的温度、或者其它温度。作为进一步的选择，可在进行或不进行炭 黑原料和/或增量剂流体的预热的情况下，任选地将流体-原料混合物加热至更高的温度。
[0047] 作为选择，可在与增量剂流体组合以形成流体-原料混合物之前，将炭黑原料加 热至第一温度，例如至少300°C的温度（诸如300°C至约850°C )，然后，可将流体-原料混 合物进一步加热至第二温度，所述第二温度高于在所述经预热的炭黑原料与增量剂流体组 合之前的所述经预热的炭黑原料的独自的温度。该加热使流体-原料混合物达到更高的温 度，所述温度可比所述经预热的原料高至少50°C，例如高至少75°C或者高至少100°C等。作 为选择，可在与增量剂流体组合以形成流体-原料混合物之前，将炭黑原料加热或预热至 第一温度，并且可进一步加热至高于第一温度的第二温度，例如最高达约950°C。
[0048] 所述方法可包括对反应物流中的炭黑进行淬火。可在一个或多个区域中对反应物 流中的炭黑进行淬火。例如，在图2中，在淬火区14的淬火位置18处，注入淬火流体，所述 淬火流体可包括水并且可用于完全地或基本上完全地停止所述炭黑产生原料的热解，或者 仅部分地冷却所述原料而不停止热解随后进行用于停止所述炭黑产生原料的热解的二次 淬火（未示出）。在本发明的方法中，可采用炭黑制造中常规的其它后淬火步骤。在使热燃 烧气体与炭黑产生原料的混合物淬火后，所述经冷却的气体向下游通入任何常规的冷却分 离装置，从而收取炭黑。炭黑从所述气流中的分离通过常规装置例如沉淀器、旋风分离器或 袋式过滤器来容易地实现。对于完全淬火所述反应以形成最终的炭黑产物，能够使用任何 对第二炭黑产生原料的引入的反应下游进行淬火的常规手段并且所述常规手段对于本领 域技术人员来说是已知的。例如，可注入淬火流体，所述淬火流体可为水或者其它适用于停 止所述化学反应的流体。
[0049] 如前所述且进一步详细地，一个方法可包括向炭黑反应器中引入经加热的气流。 该方法进一步任选地包括将至少一种具有低于所要达到的预热温度的第一温度（例如低 于 300°C 或低于 275°C (如从 40°C到 274°C、从 50°C到 270°C、从 70°C到 250°C、从 60°C到 200°C、从70°C到150°C等））的炭黑产生原料供给到至少一个加热器（如至少两个加热器、 至少三个加热器等，其中所述加热器可以彼此相同或不同）。可在向反应器中引入炭黑产生 原料之前和/或之后的任意位置处，使所述至少一种增量剂流体与炭黑产生原料组合。理 想地，当在引入到反应器中之前混合或组合所述增量剂流体时，获得了更高的益处。这可在 以下位置进行：刚好在引入点之前；或者，在本文所述的用于预热的加热器阶段之后或所 述加热器阶段之前的任意位置处。进入所述至少一个加热器的原料的温度是低于目标预热 温度或温度范围。作为选择，原料在被预热之前可以按照最少约〇. 2m/秒（如，至少约0. 4m/ 秒、至少约0. 6m/秒、至少约0. 8m/秒、至少约lm/秒、至少约1. lm/秒、至少约1. 6m/秒，例 如从0. 2m/秒到4m/秒、从1. 1到3m/秒等）的第一速度来输送。能够使用其它速度，条件 是选择其它加工条件来控制在加热器和通向反应器的供给管线中的结垢和/或结焦。
[0050] 该方法可包括，将在至少一个加热器中的至少一种炭黑产生原料预热到大于约 300°C (如，至少350°C、至少360°C、至少400°C、至少450°C，至少500°C、例如从300°C到 850°C、或者从360°C到800°C、从400°C到750°C、从450°C到700°C等）的第二温度来提供 预热的炭黑产生原料，其中（a)所述至少一种炭黑产生原料在该至少一个加热器中具有至 少0. 2m/秒的速度，其中基于在60°C、1大气压下测得的原料密度和基于在该至少一个加热 器中所存在的原料管线的最小横截面积计算速度。因为在这样的升高的温度下测量原料的 速度会是非常困难的，所以对于本发明的目的，本文中所述速度基于这些具体的测量条件。 无论在实际的加热器中存在最小的直径还是最小的横截面积，为了本发明的目的，该最小 横截面积被用于确定本文中所述的速度。许多加热器在整个加热器中具有同一直径，但在 加热器中存在若干直径或横截面积的情况下，该条件被提供。速度基于最小横截面积。通 过原料加热器的实际速度一般会比在60°C、1大气压下测得的速度快。
[0051] 在该方法中，炭黑产生原料在加热器中能够具有低于约120分钟的第一原料停留 时间（如，低于100分钟，低于80分钟，低于60分钟，低于40分钟，低于30分钟，低于20 分钟，低于10分钟，例如从1秒到119分钟，从5秒到115分钟，从10秒到110分钟，从30 秒到100分钟，从1分钟到60分钟，从5分钟到30分钟等）。
[0052] 该方法能够包括，将（任选地与增量剂流体预先组合的）预热的炭黑产生原料供 给至通向炭黑反应器的至少一个原料引入点（如，至少一个或两个或三个或四个原料引入 点），其中，该预热的炭黑产生原料具有低于约120分钟的第二原料停留时间（如，低于100 分钟，低于80分钟，低于60分钟，低于40分钟，低于30分钟，低于20分钟，低于10分钟， 例如从1秒到119分钟，从5秒到115分钟，从10秒到110分钟，从30秒到100分钟，从1 分钟到60分钟，从5分钟到30分钟等），该第二原料停留时间的测量是从离开该至少一个 加热器直到刚好到达该炭黑反应器的引入点之前。第一原料停留时间和第二原料停留时间 相组合优选是120分钟或更低（如，低于100分钟，低于80分钟，低于60分钟，低于40分 钟，低于30分钟，低于20分钟，低于10分钟，例如从1秒到119分钟，从5秒到115分钟， 从10秒到110分钟，从30秒到100分钟，从1分钟到60分钟，从5分钟到30分钟等）。例 如，参见附图，第二原料停留时间例如应该是，原料离开图2中的加热器19或图3中的加热 器22直到反应器的引入点的时间，如在图2和图3中的引入点16所示的。第一原料停留 时间和第二原料停留时间的组合是总原料停留时间。
[0053] 作为选择，如果通向加热器的原料管线的横截面与通过该加热器的供给管线的横 截面大约是相同的话，则相比于在进入该至少一个加热器处的第一速度，炭黑产生原料在 至少一个加热器中所能够具有的速度是大致相同的或者更大的（如，更大至少1%，更大至 少2 %，更大至少3 %，更大至少5 %，更大至少7 %，更大至少10 %，更大至少100 %，更大至 少200%，例如更大1 %到200 %、或更大20 %到100 %等）。
[0054] 本发明方法可以包括将一种或多种炭黑产生原料进行加压。该方法可以包括，对 一种或多种炭黑产生原料使用压力或加压以使得炭黑产生原料的预热能够避免在至少一 个加热器中或在供给到炭黑反应器中之前形成蒸气膜。本发明的方法可以包括，将一种或 多种炭黑产生原料在进入该预热炭黑产生原料的至少一个加热器之前加压到例如具有大 于约10巴的压力。该压力可以是至少15巴、至少20巴、至少30巴、至少40巴、例如从10 巴到180巴或更多，从15巴到150巴，从20巴到125巴，从25巴到100巴。
[0055] 在本发明中，炭黑生产方法可以包括，将经加热的气流引入到炭黑反应器中。该 方法进一步包括，将具有低于目标预热原料温度的第一温度（例如低于30(TC或低于 275°C (如从 40°C到 274°C、从 50°C到 270°C、从 70°C到 250°C、从 60°C到 200°C、从 70°C到 150°C等））的炭黑产生原料以大于10巴的第一压力供给到至少一个加热器中。该压力可 以是至少15巴、至少20巴、至少30巴、至少40巴、例如从10巴到180巴或更多，从15巴 至丨J 150巴，从20巴到125巴，从25巴到100巴。
[0056] 该方法可以包括，将至少一种炭黑产生原料在至少一个加热器（例如至少两 个加热器、至少三个加热器等，其中所述加热器可以彼此相同或不同）中预热到大于约 300°C (例如至少350°C，至少360°C，至少400°C，至少450°C，至少500°C，例如从300°C到 850°C，或从360°C到800°C，从400°C到750°C，从450°C到