煤焦油制炭黑发展前景第312011年1O山西化工SHANXICHEMICALINDUSTRYVo1。31No。5Oct。2O11矗毒趣论※:::::::煤焦油制炭黑发展前景(山西省化工设计院,山西太原030024)摘要:介绍了世界炭黑生产技术以及国内炭黑生产的主要工艺,对煤焦油制炭黑的前景进行了分析。关键词:煤焦油;焦油加工;炭黑中图分类号:TQ522。6文献标识码:A文章编号:1004。7050(2011)05。0028。03引言1世界炭黑生产技术概况煤焦油是由多种化合物(主要为芳香烃)组成的混合物,在常温下是一种褐色甚至黑色的黏稠液体。若将其进行蒸馏,可切割成轻油,酚油,洗油,蒽油,沥青等馏分,对它们分别加工精制,可获得多种化工产品,这些产品既是生产塑料,合成纤维,医药,农药,燃料,助剂及精细化工产品的基础原料,又是冶金,化工,建材,交通等行业的基础原料。炭黑可由煤焦油加工制得,它既是橡胶制品的重要补强材料,又是油墨,塑料等行业不可缺少的原料之一,可用于着色剂,导电剂,农用黑色地膜,合成革,干电池,电碳制品,电器及电子元件,硬质合金,高纯石墨,印染,感光胶片,火药,水泥,铸造,皮革,静电复印墨粉,黑色手提袋等方面。

炭黑生产的主要原材料为煤焦油,蒽油,乙烯焦油等原料油。炭黑行业对原料油的质量要求是:芳烃含量要高,相关指数(BMCI)120,杂质,沥青类和胶质要少。一般来说,蒽油,防腐油和乙烯焦油是较理想的炭黑生产原材料。其中,煤焦油和蒽油为炼焦生成的副产品,乙烯焦油为石油精炼生成乙烯的副产品。国外炭黑生产企业基本用乙烯焦油作原料,国内炭黑生产企业则大多用煤焦油和蒽油作原料…。收稿日期:2011-08—11作者简介:王文清,男,1979年出生,2001年毕业于太原理工大学,工程师,现主要从事化工工艺设计工作。从总体上讲,世界炭黑工业已进入成熟期,尚没有重大变革性技术出现,其生产技术主要围绕单炉能力,规模,炭黑产品专用化,综合节能降耗和环保安全等几个方向发展,主要体现在以下几方面:1)由于提高单炉生产能力是降低炭黑生产成本的关键环节,因此各大炭黑公司均将提高单炉生产能力作为其技术开发的主要内容。目前,单炉的技术已进入推广应用期,生产技术由主要的大公司所垄断。2)炭黑生产装备的开发围绕节能降耗稳步进行,主要表现在900级空气预热器投入工业化应用,新型急冷锅炉进入工业化试验阶段。3)综合节能降耗和环保安全方面的进展是,炭黑工业的综合热能利用率最高已达到82。

68%;采用PLC替代DCS进行安全控制;炭黑对人体的危害已引起IARC(国际癌症研究机构)的重视,并在进行深入研究;废气,废水零排放正在取得进展,开展ISO14000EMS认证已成为炭黑企业的普遍共识。4)炭黑产品专用化的趋势更加明显,各公司对其知识产权的保护更加重视,专用炭黑开发的相关报道从数量,内容和深度都在减少。最近几年间,炭黑生产出现了一些新的技术。比如,法国米卢斯大学(universityofmulhouseinfrance)琼巴普蒂斯特?多纳特教授和法国罗马20l1年l0月王文清,煤焦油制炭黑发展前景?29?Trellebory车轮公司(trelleborgwheelsystems)弗兰科?卡泰尔多工程师将最近2O年来碳科学领域的新理论应用于炭黑领域,开发出2种新的炭黑生产工艺:等离子工艺和伽玛射线工艺。2种工艺虽然有技术上的优势,但用于大规模的工业生产尚有一些需要解决的问题。国内煤焦油制炭黑生产工艺目前,国内炭黑生产企业所用技术主要是硬质炭黑湿法造粒生产技术。2。I主要特点I)单炉生产能力大,能耗低。采用新型夹套反应炉,单炉生产能力为60t/d～7Ot/d(视品种变化而有变化),1台反应炉能生产多个品质的硬质炭黑,利用在线高温空气预热器和原料油预热器把空气预热到800oC,原料油预热到200,强化了反应条件,提高了产品质量和牧率,降低了单位产品的消耗。

2)工艺流程完善,技术装备水平和自控水平高。将微米粉碎机,磁选机,筛选机等炭黑精制设备纳入流程,确保产品质量符合国家橡胶用炭黑的技术标准(等同地采用美国ASTM标准);采用集散型微机控制系统,自动控制和调节重要参数,确保生产工艺稳定;采用安全连锁系统,确保安全生产。3)环保水平高,达到国家环保法要求。采用高效袋滤器,收集效率达99%以上。主袋滤器排除的尾气全部利用,一部分作为回转于燥机燃料炉的燃料,一部分用作尾气锅炉的燃料。排放的废气符合国家规定的环保要求。采用湿法造粒工艺,防止炭黑飞扬而污染环境,并便:于散装运输。设有疲(次)品回收加工处理系统和负压吸尘系统,使产品合格率达100%,保证工作场所的粉尘浓度低于国家标准。4)炭黑包装基本实现自动化,机械化。炭黑产品按品种不同分另q装入2个500m。产品贮罐的分格内,采用自动包装机,基本上实现机械化,自动化,减轻了工人劳动强度,提高了劳动生产率。2。2工艺流程脱水达标后的燃料油进入燃料油罐,经燃料油过滤器由燃料油泵送入反应炉喷枪,由来自空压站的压缩空气将燃料油雾化,再与预热后的空气在反应炉的燃烧室内混合,完全燃烧,产生约1860oC高温燃烧气流,随后高速进入反应炉的喉管段。

脱水达标后的原料油进入原料油罐,经原料油过滤器,由原料油泵送到原料油预热器,预热到200oC以后,经原油喷枪喷入反应炉的喉管段。在这里,原料油与来自燃烧段的高温高速气流充分混合气化并裂解生成炭黑。为了适于不同种类的原料油,可设计专用混油罐,通过空气的搅拌将不同的原料油充分混合。生产炭黑所需工艺空气由大气进入主供风机,经升压后送入空气预热器预热到800左右,再送入反应炉燃烧段。为了调节和控制炭黑结构,在添加剂溶解罐内用水溶解碳酸钾,然后经添加罐用泵送到添加剂喷枪,从喷嘴孔喷入反应炉燃烧段内。冷却到250oC的烟气进入脉冲式主袋滤器,附在滤袋外壁上的炭黑用脉冲气流进行周期性喷吹,使炭黑经主袋滤器下料螺旋输送机,气密阀进人风送系统。袋滤分离的炭黑尾气由尾气加压风机将其量的20%送至尾气燃烧炉,其余80%送到尾气锅炉作燃料。炭黑进入风送系统后,用200oC一220oC气输送,通过微米粉碎机将硬炭或杂质粉碎成小于325目(45~xm)的粒子,再经风送风枧送到旋风分离器。出来的烟气经回流风机送回烟气系统,进入主袋滤器循环。从旋风分离器收集下来的炭黑落入粉状炭黑储罐中,粉状炭黑经炭黑储罐搅拌器搅拌,由供料输送机送入湿法造粒机中造粒。

造粒所需的造粒水由工艺泵送出,经加压后进入静态混合器。造粒用的黏结剂由黏结剂泵送入静态混合器。水,黏结剂在静态混合器混合后送入湿法造粒机。从湿法造粒机出来的湿炭粒子进入干燥机进行干燥。干燥机所需的干燥热能由尾气燃烧炉供给。尾气经尾气加压风机升压后,送到尾气燃烧炉。尾气炉供风机送入空气,燃烧产生的热气体进入干燥机的火箱与干燥机滚筒接触,先以间接方式加热于燥机内部的 湿炭黑粒子,然后热气体由干燥机尾部进入干燥机 内部直接接触炭黑粒子,以加速炭黑粒子的干燥过 程。从回转干燥机出来的炭黑,通过提升机送入筛 选机。筛选出的合格品送入储存提升机,然后经磁 选机磁选除去铁锈。根据炭黑品种,磁选后的炭黑 进入产品储罐。待炭黑冷却到8Oc(=以下时用包装 机包装。包装好的炭黑用叉车送入库房。 磁选机清除下来的铁锈通过溜槽落到储存提升 机底部的永久磁铁盘上,进一步回收随铁锈流出来 的炭黑。铁锈则由人工定期清除。第3O 3O?山西化工2011年lO 2。3生产环保措施填充材料),9%用于非橡胶工业。 从干燥机前部排出的含炭黑气体(约 232oC)近来,国际原油价格的持续上涨,乙烯 法制炭黑 经排气风机送到排气袋滤器。

附在滤袋上的炭黑用的生产成本明显增加,这种情况 十分有利于煤焦油 脉冲气流进行周期性喷吹,使炭黑落人袋滤储斗,再法制炭黑的发展。随着国外乙 烯法成本的上升,国 经排气袋滤器下料螺旋输送机,气密阀进入风送系内炭黑进口量将不断减少,出口 量则受益于煤焦油 统。生产过程中产生的不合格炭黑,由筛选机筛选法成本的下降而不断增加。目前, 国内煤焦油法比 出的大粒,细粒,分别进人不合格产品储罐,经不合乙烯焦油法制炭黑成本至少低 200t,使得国内 格品气密阀由再处理风机送到再处理袋滤器[2]。炭黑企业成本优势显现。特别是 当国际原油价格高 附在滤袋上的炭黑用脉冲气流进行周期性喷吹,使于 80 美元时,乙烯焦油制炭黑 法已处于明显不利的 炭黑落人袋滤储斗,经再处理袋滤器下料螺旋输送地位。而当国际油价高于 100 元时,乙烯焦油法机,气密阀重新进人风送系统,加工回收成合格产将面临减产或停产的局面。介时, 全球炭黑供应将 品。散落在包装区的炭黑以及检修设备时散落在地趋紧张,炭黑价格也会出现明显 的上涨,十分有利于 面的炭黑,用移动式吸尘器收集,并和实验室的废炭煤焦油法制炭黑,当然也有利 于国内煤焦油法制炭 黑一起由人工加入回收漏斗,再经回收漏斗气密阀黑生产企业竞争力的提升。

返回风送系统重新加工利用。地面残留的炭黑用水垒监士 冲洗,污水注入下水道,排到污水处理系统统一爹考又献: 处理。[1]薛新科,陈启文。煤焦油加工技术[M]。北京:化学工 煤焦油生产炭黑前景分析[21殷云龙。炭黑生产节能减排技术[M]。北京:化学工业 口篓鉴三耋罨,3:。炭黑应用手册M。北京:化学工业品的约67%用于生产轮胎橡胶, 24%用于生产其他:。一一……"………一 橡胶制品(包括胶管,胶带,胶板,橡胶密封材料和…一 Theprospectsofthepreparationofcarbonblackfromcoaltar Abstract:Thesurveyofcarbonblacktechnologyinrecentyearsallaroundtheworldanditsmai nprocessinchinawerepresentedin thisarticle。Moreover,theprospectofthepreparationcarbonblackfromcoaltarwasalsoanaly zed。 Keywords:coaltar;coaltarprocessing;carbonblack