优化集成原料油过滤器的新型炭黑生产工艺的制作方法

本发明涉及炭黑生产技术领域，尤指一种优化集成原料油过滤器的新型炭黑生产工艺。

背景技术：

炭黑是一种表面积大的无定形碳，形态为轻、松且细的黑色粉末。炭黑分为橡胶用炭黑和特种炭黑两类，作为一种重要的工业原材料，炭黑主要用于橡胶工业，这部分应用占整体炭黑用量的75％。而特种炭黑是指能赋予制品特殊性要求的炭黑，一般通过一次性炭黑进行处理后得到，处理过程包括有机械研磨、使用氧化剂在炭黑化学的气相和液相表面氧化处理。特种炭黑常用于着色、和作导电材料,常见成品为涂料、油墨、树脂、黑色薄膜、墨粉、胶片、磁性带、光盘等。

全球范围内炭黑行业的主要产量集中在中国和美国，其中尤其是以中国的炭黑行业的扩大速率最快，2015年中国炭黑年产量为500万吨约占全球份额的42.5％，中国炭黑总产能虽已达到700万吨/年，但行业产能利用率仅仅为70％，整个行业毛利仅有1-2％，反观国外，作为美国化工企业前一百强的卡博特为世界炭黑产品的领导者，其年总产量可达100-200万吨，而其中特种炭黑占比为19％，卡博特的炭黑总利润可达11-16％，而国内绝大多数炭黑企业特种炭黑所占的比例为0％，总利润只有几个百分点甚至跌至0，大部分特种炭黑需求通过进口满足，在橡胶炭黑经济效益薄弱的情况下，炭黑产能落后的现状大大降低了中国炭黑企业的营收效益，正如国外的炭黑行业，淘汰落后炭黑产能成为一种必然趋势，因此开发推广一套适用于中国炭黑行业现状的新型的特种炭黑生产工艺迫在眉睫。从工艺发展的过程上来看，中国炭黑生产企业主要采用煤焦油反应炉裂解技术，而国外企业主要应用过滤净化后的催化油浆作为原料油生产炭黑，本专利所描述的一种优化集成原料油过滤器的新型炭黑生产工艺流程应运而生，这项专利技术将有可能改变国内炭黑行业现状，使国内炭黑工业有能力利用催化油浆资源。

作为产品，炭黑的灰分含量严格要求在1000ppm以下，相应地作为原料的催化油浆，其所含灰分也要求在500ppm以下，而在中国通过炼油工艺fcc装置外甩出的油浆所含灰分通常可达1000-5000ppm，远高于500ppm的进料要求，可见催化油浆过滤是催化油浆成为炭黑原料油的关键，本发明专利正是一种优化集成原料油过滤器的新型炭黑生产工艺。

技术实现要素：

为解决上述问题，本发明提供一种优化集成原料油过滤器的新型炭黑生产工艺，促使原料油的质量大幅度提高，从而改变并发展炭黑工业生产高端特种炭黑的能力，降低生产成本，创造巨大的经济效益。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种优化集成原料油过滤器的新型炭黑生产工艺，包括以下步骤：

本工艺共分为四大阶段，分别是s1炭黑形成、s2炭黑收集传递、s3炭黑颗粒化干燥、s4炭黑储存处理。

在s1阶段中，原料油(包括催化油浆、煤焦油、乙烯焦油)经原料预备器预热之后进入进料过滤器进行净化处理，原料油进入进料过滤器之前对其进行加热处理，加热温度为150-280℃，加热后的原料油作为炭黑生产的原料进入反应炉内裂解生成炭黑烟气，该高温区域的温度为1200-1900摄氏度，在该反应中，通常水作为炭黑原料的反应的终止剂，在反应炉极冷段，急冷水泵将水直接喷入高温的炭黑烟气中，使其温度迅速降低，终止反应；

在s2阶段中，反应炉生成的高温炭黑烟气进入主袋滤器，对炭黑进行收集；

在s3阶段中，被主袋滤器收集的炭黑在湿法造粒机中粉碎后进入干燥机中进行回转干燥；

在s4阶段中，粉状炭黑通过提升机提升至筛选机，通过筛选机对粉状炭黑进行筛选，随后将筛选合格品通过磁选机进行磁选，将磁选合格品由螺旋输送机存放到产品罐，后包装入库。

作为本发明较优的实施方式，原料油进入进料过滤器之前的加热方式可以采用一般的加热装置也可通过在反应炉内反应生成高温炭黑烟气进行热交换加热，对于后者的加热方式不但对高温炭黑蒸汽有效冷却，更利用了高温炭黑烟气对原料油等进料进行了预加热，充分利用了系统热量，大量节约了能耗，降低了工艺成本。

作为本发明较优的实施方式，进料过滤器设置过滤器流量控制阀门、反冲洗原料油贮存器，通过设置过滤器流量控制阀门将原料油分离为液体油料和高固体含量的进料反冲洗油液，其中高固体含量的进料反冲洗油液进入反冲洗原料油贮存器储存，再送至进料过滤器循环利用。其中，进料过滤其可选择采用本实施例采用美国labaer公司研发的重油电磁式进料过滤器，能耗低，产生的固含量高的反冲洗油液可再次循环进入工艺体系内做二次处理，整个过滤工艺中无任何有害污染物产生，过滤后原料油所含固体颗粒浓度极低，温度高，将直接作为原料进入反应炉中，进行反应生产高产率高质量的高端炭黑，当然，还可以为其他机械过滤器和静电过滤器。

作为本发明较优的实施方式，由主袋滤器排出的尾气经尾气风机加压后，通过排气袋滤器过滤的大部分将被燃烧供能给干燥机。

作为本发明较优的实施方式，原料油进入进料过滤器之前通过进料预过滤器进行预过滤，原料油中大颗粒的催化剂固体颗粒将被预过滤分离，防止大颗粒固体伴随油浆进入进料过滤器。本发明的有益效果在于：本发明通过将原料油直接引入进料过滤器，对原料油进行在线脱固处理，有效解决原料油脱固净化的工艺难题，同时节省大量的能耗，能促使原料油的质量大幅度提高，从而改变并提高国内炭黑工业生产高端特种炭黑的能力，降低生产成本，创造巨大的经济效益。

附图说明

图1是本发明的工艺流程图；

图2是炭黑形成阶段的工艺流程图；

具体实施方式

下面通过具体的实施例对本发明作进一步说明。

如图1所示为本发明的工艺流程图。

在s1阶段中，原料油(包括催化油浆、煤焦油、乙烯焦油)经原料预备器预热之后进入进料过滤器进行净化处理，原料油进入进料过滤器之前对其进行加热处理，加热温度为150-280℃。反应炉内燃料(气体或液体)与空气充分混合完全燃烧产生1200-1900℃左右的高温气体，以提供炭黑生成所需的热量，加热后的原料油作为炭黑生产的原料喷入完全燃烧后的高温高速气流中，于混合段在有过剩空气的情况下裂解生成炭黑烟气，在反应炉极冷段，水作为炭黑原料的反应的终止剂，急冷水泵将水直接喷入高温的炭黑烟气中，使其温度迅速降低，终止反应；

在s2阶段中，反应炉生成的高温炭黑烟气进入主袋滤器，对炭黑进行收集；

在s3阶段中，被主袋滤器收集的炭黑在湿法造粒机中粉碎后进入干燥机中进行回转干燥；s2阶段中，主袋滤器排出的尾气经尾气风机加压后，通过排气袋滤器过滤的大部分将被燃烧供能给干燥机；

在s4阶段中，粉状炭黑通过提升机提升至筛选机，通过筛选机对粉状炭黑进行筛选，随后将筛选合格品通过磁选机进行磁选，将磁选合格品由螺旋输送机存放到产品罐，后包装入库。

如图2所示本发明炭黑形成阶段的工艺流程图。

作为初始原料的原料油经过原料预备器1的初步处理加热后，将由泵站从原料预备器1抽入至热交换管道2，热交换管道2将与反应器高温出料管道11中的高温炭黑烟气进行热交换，带走大量热量，炭黑烟气降温，而热交换管道2中的原料油吸收热量大幅度升温至150-280℃范围。

升温后的原料油将通过过滤器进料管道3进入进料预过滤器4，在进料预过滤器4中大颗粒的催化剂固体颗粒将被预过滤分离，防止大颗粒固体伴随原料油进入进料过滤器8。

在经过过滤器流量控制阀门5的调节后，从进料预过滤器4中流出的180～280℃高温原料油将进入进料过滤器8，在进料过滤器8中原料油内含有的90％以上的固体颗粒粉末将发生液固分离，脱固之后，经过过滤的原料油随之进入过滤器出料管道9。

在经过过滤器流量控制阀门5的调节下，含有高固体含量的进料反冲洗油液将从进料过滤器8中流入反冲洗原料油贮存器6。

过滤器出料管道9中的原料油所含进料固体颗粒浓度极低，温度高，将直接作为原料进入反应炉10中，进行反应生产高产率高质量的高端炭黑。

在反应炉10中生成的高温炭黑烟气将通过反应器高温出料管道11导出，并与热交换管道2中未进入进料过滤器8前的低温原料油进行热交换，低温原料油将带走大量热量，反应器高温出料管道11中炭黑烟气将大幅度降温，之后进入后续炭黑颗粒物干燥的工艺设备中；而热交换管道2中的低温原料油大量升温，进入过滤器进料管道3。

在本发明的工艺流程中，原料油大量吸收热量达到了进料过滤器8中过滤分离所要求的操作条件，进料过滤器8采用美国labaer公司研发生产的重油电磁式进料过滤器彻底解决了传统油浆过滤系统处理效率低稳定性差成本高的工艺难题，经进料过滤器液8液固分离处理后的原料油固体含量极低，去固后的原料油作为炭黑生产的进料代替传统煤焦油将大大提高生产的炭黑品质，产出的特种炭黑纯净度高。

应用美国labaer公司研发的重油电磁式进料过滤器的优化集成催化新型炭黑生产工艺流程能耗低，产生的固含量高的反冲洗原料油可再次循环进入工艺体系内做二次处理，整个过滤工艺中无任何有害污染物产生，本发明相对其他传统炭黑生产方法有着显著优势，它的出现将促使中国炭黑工业有能力使用催化油浆作为炭黑生产原料，将高质高效生产特种炭黑变为可能，另外本发明中的过滤设备仪器的所需的运行维护方面的成本费用极低，发展应用本专利技术企业能真正做到走质量效益型集约增长的发展道路，当然，还可以为其他机械过滤器和静电过滤器。。

以上实施方式仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通工程技术人员对本发明的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本发明的权利要求书确定的保护范围内。