[发明专利]一种导电用炭黑生产方法

说明书

本发明公开了所述一种导电用炭黑生产方法，以低热值燃气为燃料，获得裂解所需的温度和低氧的环境；将煤液化残渣经有机溶剂萃取后，得到萃取液和萃余物，所述炭黑原料油预热到160℃‑300℃后，经雾化后高速喷入反应炉，雾化的原料油在低氧高温燃气流的剪切作用下充分混合发生高效裂解反应，该发明用蒽油作为原料生产炭黑，提高炭黑产量和生产质量。

技术领域

本发明涉及燃煤化工生产的技术领域。

具体地说，是涉及一种低氧环境利用蒽油作为原料生产炭黑的生产方法。

背景技术

炭黑是用碳氢化合物作原料经高温裂解而得的一种碳材料。炭黑品种按炭黑质量和作用来划分品种，有硬质炭黑、软质炭黑、色素炭黑、特种炭黑等等品种，不同品种的炭黑需要采用不同种类、不同质量的原料和不同工艺来生产制造。现在，我国的炭黑生产主要采用油炉法，即用液体芳烃油作为生产炭黑的主要原料，目前适宜的液体芳烃油(也称炭黑原料油)主要有三种：催化裂化油浆、乙烯焦油和煤焦油系。煤焦油是煤碳焦化时得到的油膏状物质，煤焦油系又包括：煤焦油(主要是密度大于1000kg/m3的高温煤焦油)、蒽油(或脱晶蒽油)和炭黑油。炭黑油是由蒽油或脱晶蒽油与煤沥青调配组合而成，因此可以认为炭黑原料从外观上区分，包括液态的炭黑原料油和用于调配炭黑原料油的固体沥青。炭黑油因其性价比高，已成为油炉法炭黑生产的主要原料。

炭黑生产除要求原料油有适宜的相关指数(或芳香度)和密度外，还要求其粘度、沥青质、游离碳、水份、灰份、硫含量、碱金属含量等指标值尽可能小，且越低越好，炭黑企业从经济适用角度来考虑，一般根据不同炭黑品种选用不同质量的炭黑原料油。炭黑企业在生产高结构炭黑时，要求原料油中K+含量小于2PPm，Na+含量小于20PPm。钾离子对炭黑结构的影响是钠离子的10倍。

煤碳是古代植物埋藏在地下经历了复杂的生物化学和物理化学变化逐渐形成的固体可燃性矿物，是一种固体可燃有机炭。无论什么煤，其中都含有多种金属元素，如钠、钾、钙、镁、铁、钒等，且这些金属元素在煤中存在形式多样，有无机矿物形态金属，还存在相当数量的金属有机化合物，煤产地不同，往往其组成也不同，单一的分离方法并不能将这些金属杂质全部与碳和碳氢化合物完全分离。随着煤阶变化，煤中的金属有机化合物含量也变化各异，如金属钠有机化合物在煤中含量随煤价变化而基本不变，金属钾有机化合物在煤中含量随煤价降低而升高。煤中金属有机化合物具有难溶于水而易溶于有机溶剂的特点。

灰份是煤碳及其深加工产品的一个质量指标，灰份又分为内在灰份和外在灰份。外在灰份主要是溶于水的金属盐和/或不溶于水且密度大于煤的固体矿物质，外在灰份可以通过洗选、沉降、过滤等物理方法予以去除。内在灰份的主要成份是金属氧化物及无机盐，其中的金属氧化物主要有两部份来源，一部份为金属有机化合物完全燃烧后所形成，另外的是由部分内在无机盐热分解所形成。因此，在一定条件下内在灰份与有机化合物形态的金属含量存在正相关关系，从而可以用内在灰份来间接表征有机化合物形态的金属含量高低。

煤直接液化是将煤碳破碎为100～200目微粒并在催化剂作用下，通过高温、高压加氢而直接转化成轻质液体燃料的一种煤化技术。煤碳在直接液化过程中经减压固液分离得到轻质液体燃料的同时会副产一种具备高温流动性的残留物(又称煤直接液化残渣或液化残渣)。煤液化残渣主要由无机质和有机质两部分组成，其中的有机质包括：重质液化油、沥青类物质和未转化煤，无机类物质包括煤中的金属、非金属矿物质和外加的催化剂。液化残渣中重质液化油和沥青类物质含量约占残渣质量的50％左右、未转化煤约占30％、灰份约占20％。重质液化油和沥青类物质组成的混合物因软化点较高，常温下为固体，呈现出沥青性状。煤直接液化从其经济性考虑，一般选用中低变质煤作为原料煤，因此液化煤中必然存在大量的金属有机化合物，与未转化煤一起进入液化残渣中构成重质液化油和沥青类物质的组份。液化残渣一般约占进煤量的30％左右，合理利用这部份副产物，有助于提高液化厂的经济效益。