本发明涉及一种炭黑的生产方法，特别是涉及一种N330炭黑的生产方法。
背景技术：
炭黑是天然气、重油、燃料油等有机物在空气不足的条件下经不完全燃烧或受热分解得到的产物。N330炭黑属于高耐磨炭黑，其补强性能良好，主要作为橡胶补强剂，以提高橡胶制品的物理力学性能和动态性能，应用于轮胎胎面、帘布胶、胎侧、传送带、胶辊及各种橡胶工业制品，能赋予胶料较好的拉伸性、抗撕裂性、耐磨性和弹性，降低压缩生热，降低滚动阻力，以提高湿抓着力，用途广泛。我国是轮胎生产大国，炭黑产业市场潜力巨大，但目前炭黑产业存在着样本数量少、技术不成熟、规模化难度大、形势依然严峻等问题，特别是硬质炭黑的生产工艺较为复杂，产品性能也不易控制。
技术实现要素：
本发明的目的是克服上述已有技术的不足，提供一种工艺简单实用、炭黑性能更好、加入炭黑所生产橡胶的拉伸强度更高、扯断伸长率更长的N330炭黑的生产方法。
研究发现，通过调节反应时间、反应温度及控制干燥阶段空气与尾气的比值，可以改进N330炭黑的各项性能指标均，特别是拉伸强度和扯断伸长率。
本发明所述的N330炭黑生产方法是在硬质炭黑反应炉上进行的，本发明在传统N330炭黑生产工艺的基础上，对常规的生产工艺进行了以下改进：
（1）将进入反应炉的空气与天然气的体积比控制为18-19：1，以产生更多的富余空气进入反应室，参与反应室内与原料油的二次燃烧，提高炭黑裂解反应温度；原料油以440kg/h喷入量进入反应室参与二次燃烧；每公斤原料油需要的空气与天然气混合气体量约为 2-3m3；反应室内二次燃烧的温度控制在1500-1600℃；
（2）在喷燃器上沿着径向均布多个进气口，将天然气的进气方式设置为径向环绕和轴向同时进气，使天然气沿喷燃器径向和轴向多方位进入反应炉内，以提高燃烧效率，给炭黑裂解提供均匀、高温热源，增加原料油裂解反应时间，延长炭黑表面氧化时间；
（3）在反应炉出口处设置第一急冷段和第二急冷段，控制第一急冷段温度为900-950℃，第二急冷段温度为950-700℃，以延长反应时间，使终止反应前，炭黑表面与氧气进行充分接触，增加炭黑表面含氧基团，提高炭黑的表面活性；
（4）炭黑经湿法造粒后，将生产炭黑所产生的尾气与空气按照体积比为1.5-1.6：1混合，通入尾气与空气的混合气，在300℃温度下对炭黑进行干燥，通过加入富余空气，使炭黑在氧化气氛中进一步氧化。
同时，适当增加炭黑反应炉内径，可以降低烟气流速，延长炭黑表面氧化时间。
尾气中含有10%左右的CO和10%左右的H2，其余为N2、H2O等惰性气体，通过孔板流量计及调节阀串接，控制空气与尾气的比值，正常情况下，尾气与空气完全燃烧的比值为2.0，在干燥时，尾气提供的燃烧温度为1200℃，与炭黑进行直接接触干燥，烟气温度由1200℃下降至250℃，炭黑由60℃上升至200℃，把尾气与空气比值由2.0调整为1.6后，富余出20%左右的空气，与炭黑表面进行接触、氧化。同时，增加尾气使用量能提高炭黑干燥温度，由180℃提高至300℃，更有利于炭黑与氧气进一步反应。高温炭黑再经风选筛降温除尘后，进入产品储罐。
本发明工艺简单实用，所生产N330炭黑的各项性能指标均得到了改进，特别是在橡胶生产中添加本发明产品N330炭黑后，拉伸强度和扯断伸长率改善明显，橡胶制品的压缩生热和滚动阻力指标改善显著，应用于轮胎上能够降低轮胎的压缩生热，降低滚动阻力。
具体实施方式
下述实施例仅为本发明的优选技术方案，并不用于对本发明进行任何限制。
本实施例是在年产2万吨硬质炭黑反应炉上对N330炭黑生产方法进行的改进：
（1）控制空气与天然气的体积比，由空气/天然气=16调整为空气/天然气=18，让更多的空气参与二次燃烧，提高炭黑裂解反应温度；原料油以440kg/h喷入量进入反应室，每公斤原料油需要的空气与天然气混合气体量约为 2.5m3；反应室内二次燃烧的温度控制在1500-1600℃；
（2）改变天然气进气方式，在喷燃器上径向均布设置6个进气口，将原来的轴向进气改为轴向和径向同时进气，提高燃烧效率，另外，适当增加炭黑反应炉内径，由DN500改为DN600，降低烟气流速，延长炭黑表面氧化时间。
（3）提高一次急冷温度，由通常的700℃提升至900℃，有利于炭黑表面氧化，增设第二急冷段，温度为950-700℃，使终止反应前，炭黑表面与氧气进行充分接触，增加炭黑表面含氧基团，提高炭黑的表面活性；
（4）为减少炭黑包装和运输的环境污染，需要进行湿法造粒，炭黑经湿法造粒后，需要干燥去除水分，在干燥过程中，使用炭黑生产产生的尾气为燃料，将生产炭黑所产生的尾气与空气按照体积比为1.6混合，通入尾气与空气的混合气，在300℃温度下对炭黑进行干燥，
对采用本实施例方法制备的N330炭黑进行检测，并与通用N330炭黑进行比较，并分别使用本实施例N330炭黑与通用N330炭黑在相同配方下制备橡胶制品，并进行对比试验。检测结果如表1所示。
表1 本实施例N330炭黑与通用N330炭黑的质量指标对比
将胶料片剪成长、宽小于硫化模具内腔长、宽3mm的胶料试片，标记压延方向，每块胶料片称重应为(54±1)g。将硫化机平板温度调至(145±1)℃，置模具于平板上适当位置预热20min后迅速装模硫化。装模后，当施加于模具的压强达到要求时，立即计时，硫化时间允许偏差为20s。硫化时间50分钟。硫化胶试片在(23±2)℃下停放16～72h后进行拉伸性能测定。拉伸性能测定按GB/T 528规定进行，裁刀型号采用GB/T 528中规定的1型裁刀。