[发明专利]一种高纯乙炔炭黑的生产方法、生产设备及生产系统

说明书

本申请涉及一种高纯乙炔炭黑的生产方法、生产设备及生产系统，属于乙炔炭黑制备技术领域。一种高纯乙炔炭黑的生产方法，包括将经过净化的乙炔气体经过缓冲装置通入裂解装置内裂解生成炭黑和尾气，裂解过程中，通过温度控制组件调控乙炔气体的流量、散热装置的冷却液流量以及裂解装置内的压力，使裂解温度保持恒定。将炭黑放入破聚装置中进行破聚，再对破聚得到的产物进行提纯。通过对乙炔气体净化，调控乙炔气体的输送量、散热装置的冷却液流量以及裂解装置内的压力，使裂解温度保持恒定，纯净乙炔气体在恒定的温度下裂解得到的炭黑符合行业要求。

技术领域

本申请涉及乙炔炭黑制备技术领域，且特别涉及一种高纯乙炔炭黑的生产方法、生产设备及生产系统。

背景技术

现有乙炔炭黑生产技术较为粗放，是通过乙炔气发生、乙炔裂解、物料分离、物料处理、产品输送、产品包装这一基本流程进行。首先，乙炔黑产品性能在乙炔裂解结束就已经基本定型，其次电石法生产的乙炔气本身含有微量的磷化氢、硫化氢等有害杂质，生成的乙炔炭黑里不可避免的含有硫、磷等微量有害杂质。这些微量杂质对橡塑老化性能、电池的电化学性能等高端用途有至关重要的负面影响。不能满足现在新材料领域对炭黑高纯度和应用差异化的要求。

发明内容

针对现有技术的不足，本申请实施例的目的包括提供一种高纯乙炔炭黑的生产方法、生产设备及生产系统，以改善裂解温度不稳定的技术问题。

第一方面，本申请实施例提出了一种高纯乙炔炭黑的生产设备，包括裂解装置、缓冲装置、散热装置和温度控制组件。缓冲装置与裂解装置连接，且被配置为向裂解装置输送乙炔气体。散热装置与裂解装置连接，且被配置为向裂解装置输送冷却液进行热交换。温度控制组件被配置为调控乙炔气体的输送量、冷却液的流量以及裂解装置内的压力。

缓冲装置内充有乙炔气体，缓冲装置通过输气管将乙炔气体输送至裂解装置内进行裂解。在裂解的过程中，裂解装置内部为高温环境，散热装置对裂解装置的内壁进行热交换来保护内壁。由于乙炔气体的通入对裂解装置内的压力、温度造成影响，散热装置与裂解装置的内壁的热交换也对裂解装置内的温度造成影响，同时，裂解装置的出料会影响裂解装置内的压力和温度，因此本申请采用温度控制组件同时控制乙炔气体的输送量、冷却液的流量以及裂解装置内的压力，以控制裂解装置内的裂解温度，使得乙炔气体在恒定的温度下进行裂解，得到质量均一的炭黑。

在本申请的部分实施例中，温度控制组件包括阀门、温度变送器和PID温度调节器。缓冲装置通过输气管与裂解装置连接，阀门设置于输气管。温度变送器设置于裂解装置，用于采集裂解装置内部的温度。PID温度调节器分别与阀门、温度变送器连接，PID温度调节器被配置为接收温度变送器采集的数据以及控制阀门的开合。

在裂解的过程中，乙炔气体进入裂解装置会释放热量，乙炔气体的进入流量越大，裂解装置内温度升高的越多、越快。采用PID温度调节器调节阀门的开合比例，控制乙炔气体的流量。

在本申请的部分实施例中，温度控制组件包括PID流量调节器、流量计和控制阀，散热装置通过输液管与裂解装置连通，用于向裂解装置输送冷却液，流量计和控制阀设置于输液管，PID流量调节器分别与流量计和控制阀连接，PID流量调节器被配置为接收流量计的采集的数据以及调控控制阀。

散热装置向裂解装置输送冷却液，冷却液与裂解装置进行热交换以降低裂解装置的内壁温度，通过PID流量调节器保证冷却液的流量稳定。

在本申请的部分实施例中，温度控制组件包括压力变送器和PID压力调节器。压力变送器设置于裂解装置，用于采集裂解装置内部的压力。PID压力调节器分别与压力变送器、裂解装置的真空泵变频器连接，被配置为接收压力变送器采集的数据和调控裂解装置的压力。

裂解装置内的物料依靠真空泵产生的负压排出裂解装置，负压越大物料离开裂解装置的速度越快，温度随物料流失的越快。通过PID压力调节器控制裂解装置的真空泵变频器值，使得裂解装置内的负压稳定。