专利名称：一种软沥青生产橡胶用炭黑的生产设备的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及炭黑的生产设备，更具体的说涉及一种利用软浙青为原料油来生产橡胶用炭黑的生产设备。
背景技术：
传统的炭黑生产工艺，一般都是以煤焦油、蒽油和乙烯焦油为原料，并将上述原料雾化后喷入反应炉中进行汽化不完全燃烧裂解反应，再经急冷降温、热能回收、收集粉碎和湿法造粒等工艺制得。随着煤焦油系列和石油系列的原料油价格日益上涨，炭黑生产成本一直居高不下。为了能降低炭黑的生产成本，有人提出采用软浙青作原料来生产橡胶炭黑，但是由于软浙青粘度大、流动性能差以及产品筛余物高，并且其性能与煤焦油系列和石油系列的原料油又诸多不同，具体数据详见表1。表1为炭黑原料油各项指标的对比表；由此，使得目前采用软浙青来生产橡胶用炭黑广泛存在生产工艺不稳定和产品质量差，并无法达到橡胶用炭黑的技术要求。表 1
项目软浙青煤焦油蒽油乙烯焦油比重d42。1. 231. 181. 141. 08粘度‘8°13. 04. 22. 31. 8水分％0. 13. 20. 70. 5初馏点°c278196256216干点馏出物％49569592有鉴于此，本发明人针对现有用软浙青生产橡胶用炭黑时的上述缺陷深入研究，遂有本案产生。
实用新型内容本实用新型的目的在于提供一种软浙青生产橡胶用炭黑的生产设备，以解决现有技术生产出来的橡胶用炭黑质量差并且无法达到橡胶用炭黑技术要求的问题。为了达成上述目的，本实用新型的解决方案是一种软浙青生产橡胶用炭黑的生产设备，其中，包括反应炉和强力混合器及原料油预热器，该反应炉的喉管段具有原料油入口，该原料油入口与原料油预热器出口管道相连通，该原料油预热器的入口管道则与强力混合器相连。进一步，该反应炉具有依次排列设置的燃烧段、喉管段、反应段和急冷段，该燃烧段处设置有燃料入口，该喉管段处设置有原料油入口，该喉管段的横截面积是以煤焦油为原料的炭黑反应炉喉管段横截面积的80 90%，该原料油入口的位置与反应段之间距离是以煤焦油为原料的炭黑反应炉的45 65%。进一步，该喉管段与反应段之间的连接处采用90度突变设计，并反应段的横截面积为喉管段横截面积的5 6倍。进一步，该反应段的横截面积为喉管段横截面积的5. 78倍。[0012]进一步，该强力混合器为一配备了重油分散乳化机和动力设备的容器。采用上述结构后，本实用新型涉及的一种软浙青生产橡胶用炭黑的生产工艺和设备，其通过设置预热处理步骤、强力混合器和原料油预热器，其能大大提高软浙青的均勻性和大大降低软浙青的粘度，从而提高通过本工艺及设备生产出来炭黑的质量，并达到橡胶用炭黑所需要的技术指标。
图1为本实用新型涉及一种软浙青生产橡胶用炭黑较佳工艺中设备的流程图；图2为本实用新型涉及一种软浙青生产橡胶用炭黑的生产设备中反应炉较佳实施例的剖视图。图中反应炉1燃烧段11[0018]燃料入口111喉管段12[0019]原料油入口121反应段13[0020]急冷段14原料油预热器2[0021]煤焦油深加工系统31强力混合器32[0022]原料油工艺罐33软浙青泵34[0023]压力调节阀35温度调节阀36[0024]流量调节阀37流量显示器38[0025]高温空气预热器39收集系统41[0026]造粒系统42干燥系统43[0027]提升系统44输送系统45[0028]储存包装系统46。
具体实施方式
为了进一步解释本实用新型的技术方案，下面通过具体实施例来对本实用新型进行详细阐述。本实用新型涉及的一种软浙青生产橡胶用炭黑的生产设备，其原料采用的为软浙青，并且相对于现有技术中采用煤焦油、蒽油和乙烯焦油为原料的制造工艺来讲，该软浙青在进入反应炉1之前还包括强力混合和预热处理的步骤；并优选地，该预热处理步骤为将软浙青预热到200 230°C，由于软浙青的粘度较大，当预热在200°C以下时，将会导致软浙青的流动性能下降，在软浙青喷入反应炉时雾化效果随之降低，在反应炉内的二次雾化、汽化也降，最终导致生成炭黑的时间不一致，炭黑微观粒子分布不集中，直接影响炭黑的品质同时也降低了热能的回收利用；而如果把软浙青预热到230°C以上，部分浙青则会焦化，形成焦粒，焦粒会堵塞管道及油枪喷嘴，从而大大影响生产的稳定性和产品质量；故通过反复实践以及总结后而得出200 230°C的一个理想温度。如图1所示，其为本实用新型涉及一种软浙青生产橡胶用炭黑的生产设备的较佳实施例，该生产设备包括反应炉1和原料油预热器2，该反应炉1的喉管段12具有原料油入口 121，该原料油入口 121与原料油预热器2的出口管道相连通。这样，本实用新型通过设置有预热处理步骤或者原料油预热器2，其能大大降低软浙青的粘度，从而提高通过本设备生产出来炭黑的质量，并达到橡胶用炭黑所需要的技术指标。更具体地，在图1所示的较佳实施例中，该生产设备还包括煤焦油深加工系统31、 强力混合器32、原料油工艺罐33、软浙青泵34、压力调节阀35、温度调节阀36、流量调节阀 37和流量显示器38、高温空气预热器39、收集系统41、造粒系统42、干燥系统43、提升系统 44、输送系统45以及储存包装系统46，本实用新型中原料软浙青是通过煤焦油深加工系统 31加工而获得的，同时为了让反应炉1排出的黑烟气中的热量能被有效利用，该高温空气预热器39以及原料油预热器2均优选设置在反应炉1与收集系统41之间的管路上；该强力混合器32在本实施例中是一台配备了重油分散乳化机和动力设备的容器，该重油分散乳化机具有高剪切线速度和高频机械能的切割、挤压、震荡的功能，其能使软浙青中的悬浮物、颗粒物、胶质和水分一次通过机器能同时得到重复、多次的分散、乳化和粉碎，使之成为细化均勻稳定的炭黑原料油并输送到容器内，软浙青在容器中的动力设备作用下形成无定向流动，从而达到充分混合、乳化的作用。与图1所示生产设备相对应地，本实用新型的生产工艺则在预热处理步骤之前还包括强力混合以及泵加压的步骤，即对应于图1所示中的强力混合器32和软浙青泵34，从而能提高软浙青的均勻性，并最终提高生产出炭黑的质量；该经预热后的软浙青依次经由压力调节阀35、温度调节阀36、流量调节阀37和流量显示器38后，再经原料油喷枪而喷入反应炉1的喉管处，即将软浙青混合入焦煤气和空气混合燃烧的气流中而获得炭黑烟气， 该炭黑烟气送往收集系统41进行收集分离，收集下来的炭黑又经造粒、干燥、提升、输送后获得炭黑成品。另外，如图2所示，由于软浙青粘度大、汽化温度高、化学组分复杂，所以本实用新型还针对原料本身的特殊性而专门对反应炉1进行了改进，首先该反应炉1具有依次排列设置的燃烧段11、喉管段12、反应段13和急冷段14，该燃烧段11处设置有燃料入口 111， 该喉管段12处设置有原料油入口 121，并且让该喉管段12的横截面积是以煤焦油为原料的炭黑反应炉喉管段横截面积的80 90%，由此，由于该喉管段12的横截面积变小，故可以获得高流速的气流，原料油在此处喷入高速气流中，则可获得相当大的剪切力，并能在极短的时间里完成二次雾化和汽化，为反映提供了必要条件；由于喉管横截面积将直接影响到高温气体在喉管处的流速，当喉管横截面积低于80%时，则流速过高，停留时间过短，不利炭黑的结构生成，也就炭黑的吸油值(该指标对橡胶的补强作用相当大)；而当喉管横截面积高于90%则流速过低，对软浙青的剪切力不够，软浙青的二次雾化、汽化效果降低，不利于炭黑反应。同时，该原料油入口 121的位置与反应段13之间距离Dl是以煤焦油为原料的炭黑反应炉的45 65%，如此能使软浙青汽化后会快速进入到反应段13而生成炭黑。优选地，该燃料入口 111位于燃烧段11、喉管段12、反应段13和急冷段14的共同轴线上，该喉管段12处则相对设置有六个原料油入口，由此，使得该软浙青能在喉管段12 处得到更好的剪切、汽化效果。如图2所示，该喉管段12与反应段13之间的连接处采用90度突变设计，并反应段 13的横截面积为喉管段12横截面积的5 6倍，最优选该反应段13的横截面积为喉管段 12横截面积的5. 78倍。由于采用的为突变式设计，其反应时间集中，从而让生成的炭黑粒径分布窄；另外将反应段13的横截面积与喉管段12横截面积之间的比例设置为5 6倍， 主要是取决于流速和停留时间.反应段13截面积越大，反应就越集中，着色强度随之上升； 但如果被设置得为过大，停留时间太长，炭黑粒子也就增大，则着色强度随之下降；而若截面积过小，反应就不集中，着色强度随之下降，停留时间太短，反应不完全，从而导致装置能力下降。综合上述较佳实施例的特征后，本实用新型最终能获得性能良好和较低单耗的炭黑，具体请详见表2示出的原料油消耗对照表以及表3示出的炭黑质量参数对照表。表 权利要求1.一种软浙青生产橡胶用炭黑的生产设备，其特征在于，包括反应炉、原料油预热器以及强力混合器，该反应炉的喉管段具有原料油入口，该原料油入口与原料油预热器出口管道相连通，该原料油预热器的入口管道则与强力混合器相连。
2.如权利要求1所述的一种软浙青生产橡胶用炭黑的生产设备，其特征在于，该反应炉具有依次排列设置的燃烧段、喉管段、反应段和急冷段，该燃烧段处设置有燃料入口，该喉管段处设置有原料油入口，该喉管段的横截面积是以煤焦油为原料的炭黑反应炉喉管段横截面积的80 90%，该原料油入口的位置与反应段之间距离是以煤焦油为原料的炭黑反应炉的45 65%。
3.如权利要求2所述的一种软浙青生产橡胶用炭黑的生产设备，其特征在于，该喉管段与反应段之间的连接处采用90度突变设计，该反应段的横截面积为喉管段横截面积的5 6倍。
4.如权利要求3所述的一种软浙青生产橡胶用炭黑的生产设备，其特征在于，该反应段的横截面积为喉管段横截面积的5. 78倍。
5.如权利要求1所述的一种软浙青生产橡胶用炭黑的生产设备，其特征在于，该强力混合器为一配备了重油分散乳化机和动力设备的容器。
专利摘要本实用新型公开一种软沥青生产橡胶用炭黑的生产设备，包括反应炉、原料油预热器以及强力混合器，该反应炉的喉管段具有原料油入口，该原料油入口与原料油预热器出口管道相连通，该原料油预热器的入口管道则与强力混合器相连。本实用新型能大大提高软沥青的均匀性和大大降低软沥青的粘度，从而提高通过本设备生产出的炭黑的质量，并达到橡胶用炭黑所需要的技术指标。
文档编号C09C1/48GK202157046SQ201120264110
公开日2012年3月7日 申请日期2011年7月25日 优先权日2011年7月25日
发明者万西赣, 何伟疆, 史公社, 吴德来, 吴文涛, 张才森, 张高升 申请人:万西赣