[发明专利]一种控制导电炭黑比表面积的生产方法及输料设备

说明书

一种控制导电炭黑比表面积的生产方法及输料设备，属于导电炭黑制备技术领域。控制导电炭黑比表面积的生产方法包括将混合的乙炔和烃类原料在1300～1500℃下发生裂解反应；烃类原料包括烃类化合物中的一种或多种的组合。通入乙炔发生裂解反应在1800℃下得到的导电炭黑的比表面积一般在80m²/g以上；将乙炔和烃类原料混合后使其裂解反应温度降低到1300～1500℃后，通过控制裂解温度从而使制得的导电炭黑的比表面积以40～80m²/g为主。

技术领域

本申请涉及导电炭黑制备技术领域，具体而言，涉及一种控制导电炭黑比表面积的生产方法及输料设备。

背景技术

电石法乙炔炭黑具有优良的导热、导电性能。其中，生产的导电炭黑粒径越小，比表面积越大，比表面积越大，炭黑的导热、导电性能越好。

但是导电炭黑粒子粒径较小时，混料加工时越容易形成团聚和混料不均匀，影响复合材料的性能。所以在某些应用领域，如：锂电行业的主流应用上，普遍要求将导电炭黑比表面积控制在40～80m²/g之间，过大或过小都会影响正负极材料的整体性能。在乙炔裂解生产过程中，采用常规方法制得的导电炭黑比表面积在80m²/g以上。

发明内容

本申请提供了一种控制导电炭黑比表面积的生产方法及输料设备，其能够制得以比表面积40～80m²/g为主的导电炭黑。

本申请的实施例是这样实现的：

在第一方面，本申请示例提供了一种控制导电炭黑比表面积的生产方法，其包括将混合的乙炔和烃类原料在1300～1500℃下发生裂解反应；烃类原料包括烃类化合物中的一种或多种的组合。

在上述技术方案中，乙炔的裂解反应温度一般在1800℃左右，通入纯净的乙炔发生裂解反应在1800℃下得到的导电炭黑的比表面积一般在80m²/g以上；将乙炔和烃类原料混合后使其裂解反应温度降低到1300～1500℃后，通过控制裂解温度从而使制得的导电炭黑的比表面积以40～80m²/g为主。

结合第一方面，在本申请的第一方面的第一种可能的示例中，上述烃类原料包括芳香烃、烯烃和天然气中的任意一种或多种；芳香烃包括甲苯和/或苯；烯烃包括乙烯、丙烯和丁二烯中的任意一种或多种。

在上述示例中，芳香烃、烯烃和天然气在裂解中放热相对于乙炔更少，芳香烃、烯烃和天然气的裂解反应温度为600～1300℃，将放热更少、裂解反应温度更低的芳香烃、烯烃、天然气与乙炔混合裂解，能够使裂解反应温度在1300～1500℃之间，从而使裂解制得的导电炭黑的比表面积以40～80m²/g为主。

甲苯、苯是常规的芳香烃，乙烯、丙烯和丁二烯是常规的烯烃，上述芳香烃和烯烃原料来源广泛，价格低廉，用于加入到生产导电炭黑的工艺中能够降低成本。

结合第一方面，在本申请的第一方面的第一种可能的示例中，上述乙炔与烃类原料的质量比为1：0.1～1：0.4；

可选地，乙炔与烃类原料的质量比为1：0.2～1：0.4；

可选地，乙炔与烃类原料的质量比为1：0.2～1：0.3。

在上述示例中，乙炔与烃类原料以质量比为1：0.1～1：0.4混合时，能够使裂解放热多的乙炔和裂解放热少的烃类原料混合后裂解反应温度控制在1300～1500℃中，保证制得的导电炭黑的比表面积以40～80m²/g为主。

结合第一方面，在本申请的第一方面的第一种可能的示例中，上述导电炭黑的制备方法包括：先通入乙炔气体，点燃形成反应区，反应第一段时间后，再通入气态烃类原料至反应区，继续反应第二段时间后开始收集产物。