炭黑生产工艺

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1、炭黑生产工艺炭黑生产工艺 一、炭黑的主要生产原料一、炭黑的主要生产原料 煤焦油，乙烯焦油，蒽油，天然气，高炉煤气等等。 二、炭黑的生产工艺二、炭黑的生产工艺 炭黑的生产工艺有炉法、喷雾法、灯烟法、槽法、滚筒法、混气法、热 裂法、乙炔法和等离子体法，其中炉法、喷雾法、灯烟法、槽法、滚筒法、 混气法为不完全燃烧法，热裂法、乙炔法和等离子体法为热裂解法。目前灯 烟法炭黑主要用作涂料着色剂，滚筒法和混气法炭黑主要用于油漆和油墨用 色素炭黑，乙炔法炭黑主要用于干电池生产，其他生产工艺方法均在生产橡 胶用炭黑中应用。 三、橡胶用炭黑的主要生产工艺三、橡胶用炭黑的主要生产工艺 1. 炉法炉法 炉法是在反应炉

2、内，原料烃(液态烃、气态烃或其混合物)与适量空气形 成密闭湍流系统，通过部分原料烃与空气燃烧产生高温使另一部分原料烃裂 解生成炭黑，然后将悬浮在烟气中的炭黑冷却、过滤、收集、造粒成成品炭 黑的方法。其中，以气态烃(天然气或煤层气)为主要原料的制造方法称为气 炉法(主要产品为软质炭黑)，以液态烃(芳烃重油，包括催化裂化澄清油、乙 烯焦油、煤焦油馏出物等)为主要原料的制造方法称为油炉法。 油炉法由于具有工艺调节方法多、热能利用率高、能耗小及成本低等特 点，已成为主要的炭黑制造方法。与油炉法相比，气炉法的原料消耗量和综 合能耗较大，在天然气涨价后，其主要产品已被油炉法产品取代。然而在天 然气廉价的地

3、区，制造气炉法炭黑仍然有利，且气炉法炭黑还在很多橡胶制 品中应用。目前我国气炉法炭黑年产量为 3 万4 万吨。 2.喷雾法喷雾法 喷雾法的原料油是从反应炉的上游端用机械雾化喷嘴喷入的，这种制造 方法由前苏联开发。喷雾炭黑具有粒子大、结构极高、填充胶料强度中等和 永久变形很小的特点，特别适用于橡胶密封制品。目前我国喷雾炭黑年产量 为几千吨。 3.槽法槽法 槽法是在自然通风的火房内，天然气或煤层气通过数以千计的瓷质火嘴 与空气进行不完全燃烧而形成鱼尾形扩散火焰，通过火焰还原层与缓慢往复 运动的槽钢接触使裂解生成的炭黑沉积在槽钢表面，然后由漏斗上的刮刀将 炭黑刮入漏斗内，经螺旋输送器输出、造粒而制成

4、成品炭黑的方法。槽法炭 黑补强性能优异，特别适用于 NR，曾在橡胶工业中大量应用。但由于原料 气涨价及生产造成的环境污染问题严重，其已在 20 世纪 70 年代基本停产。 但槽法炭黑是唯一可用于与食品接触的橡胶用炭黑品种，目前在亚美尼亚还 有一家工厂生产。 4. 热裂法热裂法 热裂法是一种不连续的炭黑制造方法，每条生产线设置 2 个内衬耐火材 料的反应炉。生产时，先在一个反应炉内通入天然气和空气并燃烧，待反应 炉达到一定温度后停止通入空气，使天然气在隔绝空气的条件下热裂解生成 炭黑。在该反应炉进行裂解反应时另一个反应炉开始燃烧。每个反应炉均在 完成裂解反应且温度降到一定程度后再燃烧加热，如此循

5、环生产。生产出的 炭黑与烟气一起冷却，然后将收集到的炭黑进行造粒处理。 热裂法炭黑是粒子最大、结构最低的炭黑品种。热裂法炭黑填充的胶料 强伸性能较低，但弹性高、硬度和生热低、电导率小，且热裂法炭黑的填充 量大，其适用于轨枕垫等要求弹性高、生热低和绝缘性能好的橡胶制品。另 外，热裂法炭黑的碳含量大和纯度高，可用于硬质合金、碳素制品的生产。 5.等离子体法等离子体法 等离子体法是用等离子体发生器加热反应炉，使其达到极高温度来裂解 原料烃(气态烃、液态烃或固态烃)以连续生产炭黑的方法。该法具有以下优 点： 不用原料和燃料加热反应炉，原料烃的利用率高，且可以使用芳烃含 量不高的油，能缓解燃料和原料短缺的问题。 裂解产生的氢气可作化工原料或汽车清洁燃料。 不产生和排放一氧化碳、二氧化碳、二氧化硫、一氧化氮和二氧化氮 等有害废气，有利于环境保护。 裂解反应生成的尾气少，可以降低炭黑收集系统的投资和运转费用。 反应炉可达到的温度高且范围宽，有利于产品的多样化。 但等离子体法生成炭黑的氛围和产品性质与常规方法相差较大，此法尚 处于研发阶段。目前已开发出氮吸附比表面积为 521039O1O3m2kg- 1、DBP 吸收值为 9010-525010-5m3kg-1、表面没有孔隙且填充胶料物 理性能接近常规炭黑的等离子体法炭黑。等离子体法有可能成为炭黑制造的 主要方法。