[发明专利]软硬质炭黑生产两用反应炉及相关方法

说明书

本发明是关于生产炭黑的反应炉及其相关生产方法的。

炭黑生产方法有接触法、气炉法、油炉法和热裂法等，其中，以油炉法最重要，使用最广泛。油炉法生产炭黑一般是采用由燃烧段、混合段、反应段组成的三段式反应炉，将空气和燃料（油或气）通到燃烧段完全燃烧产生高温气流，该气流经过混合段时向其中喷入原料油，原料油与高温气流高速混合，气流的高热促使原料油在混合段与反应段转变成炭黑，从反应段末端炉壁喷入急冷水终止炭黑生成反应，含炭黑的热气流经继续冷却后，由通道送到常规的收集器和成品造粒机。

油炉法生产用的反应炉按照所产炭黑特性和用途，分为硬质炭黑反应炉和软质炭黑反应炉两种类型。前者炉膛容积小，空气和原料油比值大，炉温高，炉内反应物流速湍急，生成反应区停留时间（以下简称停留时间）较短，炭黑颗粒小。后者炉膛容积较大，空气和原料油比值较小，炉温较低，炉内反应物流速较慢，停留时间较长，炭黑颗粒较大。因此，这两类炭黑反应炉的炉膛几何形状和生产中的主要工艺参数均截然不同。自三段式反应炉生产炭黑的新工艺技术问世后，将燃料和原料分别在前后不同位置通入，使燃料在燃烧段发生燃烧反应，原料在混合段与反应段进行炭黑生成反应，以强化反应过程，提高技术经济效益。

新工艺反应炉的结构特点是具有燃烧段、混合段、反应段，对生产软、硬质炭黑都同样适用，而且工艺参数除总燃烧率基本保持原样外，其它参数也向靠拢方向变动，例如，停留时间更接近了。因此，可以设想，设计一台反应炉轮流生产硬质和软质炭黑并非妄想。但是，目前新工艺炭黑生产中，仍分别用不同结构的三段式反应炉生产线制造软质炭黑和硬质炭黑。即使用一条生产线制造该二类炭黑也必须设置两个不同结构特点的反应炉，后续设备共用。这样，势必多投资，多占地，而且转产不同类别的炭黑时需切换反应炉，每次需影响生产几天，包括换炉、烘炉，并引起产品质量波动等。尤其难以适应急剧变化的市场要求。

本发明的一个目的是提供一种高效能的炭黑生产反应炉。

本发明的另一目的是提供一种只要改变工艺参数就能轮流生产硬质炭黑或N500、N600、N700系列软质炭黑的软、硬质炭黑生产两用反应炉（以下简称两用反应炉）。

本发明的再一目的是提供一种利用本发明的两用反应炉生产炭黑的方法。

本发明的又一个目的是提供一种利用本发明两用反应炉生产软质炭黑和硬质炭黑的方法。

本发明还有一个目的是提供一种收率高，能耗、成本皆低的炭黑生产方法。

附图是本发明的软、硬质炭黑生产两用反应炉的结构示意图。