[发明专利]环保型炭黑生产工艺技术

说明书

技术领域

本发明涉及炭黑生产领域，具体是生产极低含量多环芳烃PAHS的环保炭黑技术。

背景技术

常规炭黑产品中含有一定量的多环芳烃PAHS物质，其中有相当部分具有致癌性，如苯并α芘，苯并α蒽等，因此在此之前普通环保类炭黑终端产品很难达到长期人体接触类材料对于多环芳烃PAHS的要求（18项之和含量＜10ppm）。

发明内容

本发明提供一种炭黑生成反应中直接控制多环芳烃PAHS生成和残留的环保型炭黑生产工艺技术。

本发明是通过如下技术方案来实现的：一种环保型炭黑生产工艺技术，其特征在于包括以下步骤 ：

1）选用低密度煤焦油CBO-01和乙烯焦油CBO-03以重量比10:0或8:2或7:3的比例进行配比作为炭黑原料油；

2）原料油在新型反应炉的原料油枪喷咀出口到喉管端面的距离即NTD段与1800℃高温旋转双气流混合，增加了分子碰撞频率，使芳烃混合物充分裂解成炭晶核；

3）延长喉管端面到一次急冷水枪的距离即QTD段，保证混合物中残留的多环芳烃PAHS氧化分解；

4） 炭黑烟气经过主袋滤器收集分离，分离出的尾气用于尾气炉供热及锅炉发电，炭黑经造粒干燥后储存。

作为优选，所述步骤3）QTD长度由原来的4m延长1.5-6.0m，炭黑烟气流速15m/s，增加反应时间100-400ms。

作为优选，所述步骤 1）中的煤焦油CBO-01密度控制在1.150-1.165kg/m³ 。

本发明在炭黑生成反应中先通过配方调整减少原料油中不饱和稠环状碳链结构的比例,因稠环状碳链易脱氢缩聚生成多环芳烃PAHS，其反应式如下（1）：

C_4n+2H_6n+6→C_4m+2H_2m+4+H₂（1）

再控制反应时间将附着于炭黑表面的多环芳烃PAHS物质在高温下进行氧化分解。其反应式如下（2）：

C_4m+2H_2m+4+O₂→CO₂+H₂+CO（2）

本发明主要应用于炭黑生成反应中直接控制多环芳烃PAHS生成和残留的一种工艺技术，不仅能更彻底降低炭黑多环芳烃PAHS含量（＜10ppm），而且可以避免普通环保炭黑后处理措施带来的炭黑表面性能变化的缺点。

具体实施方式：

以下通过具体实施方式进一步对本发明的内容进行阐述。

年产3万吨炭黑生产线采用本发明生产环保炭黑。

实施案例1

1）选用低密度100% 煤焦油CBO-01作为炭黑原料油；

2）原料油在新型反应炉NTD（原料油枪喷咀出口到喉管端面的距离）段与1800℃高温旋转双气流混合，使芳烃混合物充分裂解成炭晶核，然后在反应段形成炭黑聚集体。

3）设置QTD（喉管端面到一次急冷水枪的距离）段长度4m,以逆向急冷方式急冷，终止炭黑反应。

4） 炭黑烟气经过主袋滤器收集分离，分离出的尾气用于尾气炉供热及锅炉发电，炭黑经造粒干燥后储存。

实施案例2

1）选用低密度煤焦油CBO-01及乙烯焦油CBO-03以8:2配比作为炭黑原料油；

2）原料油在新型反应炉NTD（原料油枪喷咀出口到喉管端面的距离）段与1800℃高温旋转双气流混合，使芳烃混合物充分裂解成炭晶核，然后在反应段形成炭黑聚集体。

3）设置QTD（喉管端面到一次急冷水枪的距离）段长度6m,以逆向急冷方式急冷，终止炭黑反应。

4） 炭黑烟气经过主袋滤器收集分离，分离出的尾气用于尾气炉供热及锅炉发电，炭黑经造粒干燥后储存。

实施案例3

1）选用低密度煤焦油CBO-01及乙烯焦油CBO-03以7:3配比作为炭黑原料油；

2）原料油在新型反应炉NTD（原料油枪喷咀出口到喉管端面的距离）段与1800℃高温旋转双气流混合，使芳烃混合物充分裂解成炭晶核，然后在反应段形成炭黑聚集体。

3）设置QTD（喉管端面到一次急冷水枪的距离）段长度10m,以逆向急冷方式急冷，终止炭黑反应。

4） 炭黑烟气经过主袋滤器收集分离，分离出的尾气用于尾气炉供热及锅炉发电，炭黑经造粒干燥后储存。