[发明专利]一种高结构低生热高安全性能的炭黑生产方法

说明书

本发明涉及一种高结构低生热高安全性能的炭黑生产方法，主要涉及炭黑生产领域。包括原材料的控制、原料油的预处理、燃料油的预处理、炭黑的裂解制备、生产工艺的改进、炭黑的收集、炭黑的造粒、炭黑的干燥、炭黑的输送储存以及炭黑在橡胶轮胎中的应用测试。本发明的有益效果在于：该炭黑产品具有较宽的聚集体分布，中等的粒径和较高的结构，可以降低生热，同时以高结构弥补粒径变大而损失的磨耗，因此该产品滚动阻力低，抗湿滑性能好。

技术领域

本发明涉及一种高结构低生热高安全性能的炭黑生产方法。

背景技术

近些年，国内轮胎行业面临着各种问题如轮胎标签法等技术壁垒和贸易摩擦等等。许多国家对轮胎的性能也提出了越来越多的要求，越来越多的国家也在不断的酝酿或已经实施轮胎标签法规。

本产品是橡胶工业中的一种重要的补强填充剂。随着汽车工业的发展，产量及销量均出现了大幅增加，2018年汽车产销量分别达到了2780.92万辆和2808.06万辆，同比均比2017年有所下降，降幅分别为4.16％和2.76％，2019年汽车行业也面临较大压力，但轮胎行业仍出现了增长，2018年综合外胎产量6.48亿条，同比微降0.76％，其中子午胎6.09亿条，同比微降0.65％，全钢胎产量1.33亿条，微增1.53％，半钢胎4.76亿条，微降1.24％。欧盟对轮胎的标签法及CCC认证，中橡协的《轮胎标签分级标准的实施》及将国内轮胎的滚阻和湿滑性能纳入CCC认证等要求，将推动轮胎工业的供给侧结构改革和产品转型升级。未来数年中，绿色轮胎就是我国轮胎行业发展方向。随着我国符合国情的绿色轮胎产业化法规的制定推出，这就意味着我国绿色产业化战略正式启动，将为轮胎行业产业调整、技术升级指出明确的方向，轮胎产品结构正向着无内胎、宽断面、大轮辋、耐磨、抗湿滑、低噪音、轻量化和高端化转型。绿色轮胎的这些要求对原材料提出了更高挑战，其实质就是需要导找低滚动阻力、低生热、低滞后炭黑品种。

发明内容

本发明提供一种高结构低生热高安全性能的炭黑生产方法，解决技术问题是开发一种高结构低生热炭黑，与常规炭黑相比，具有较高的结构、较低滚动阻力和有较低的生热、较高的耐磨性。广泛应用于高性能子午胎高速、高载的斜交胎胎面，也用于生热要求低的橡胶/塑料制品。低生热炭黑品种的特征是粒径中等，聚集体分布较宽、着色强度较低、结构较高。新型炭黑能提高胎面橡胶质量，包括更高的胎面耐磨性、更小的滚动阻力和更低的生热性和更优良的抗撕裂性。这种性质及指标的炭黑目前在市场上还未曾发现，将它用在橡胶中时，既有N234炭黑那样的高耐磨性，又具备比N234炭黑更低的生热性的优点，这种研发的新品种炭黑对提高载重及载客汽车和高性能轿车车胎的质量特别有用。

为了解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：

一种高结构低生热高安全性能的炭黑生产方法，包括以下步骤：

1)原材料的控制：原材料使用的原料油为比重1.14以上、初馏点为260以上且芳烃含量为60％以上的蒽油；燃料油使用乙烯焦油；

2)原料油的预处理：将原料油在储存罐内加热至70～90℃，经过沉降、过滤器过滤除去残渣，由原料油泵、原料油输油管线输送至原料油预热器进行预热至210～230℃，随后通过油喷嘴喷入反应炉中；

3)燃料油的预处理：将燃料油在储存罐内加热至70～90℃，经过沉降、过滤器过滤除去残渣，由燃料油泵、燃料油输油管线输送至燃料油预热器进行预热至100～130℃；

4)炭黑的裂解制备：将空气与燃料油按照17～20:1的体积比通入至反应炉燃烧室中进行燃烧，将预处理后的原料油从喉管段的原料油枪处喷入，原料油在400～440m/s的流速和2000～2100℃的燃烧温度、反应时间为5～7ms的条件下进行炭黑的制备；