專利名稱：一種利用煤焦油為原料制備復印墨粉色素炭黑的方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種復印墨粉色素炭黑的制備方法，具體地說是一種利用煤焦油為原料制備復印墨粉色素炭黑的方法，屬于炭黑技術領域。
背景技術：
靜電復印中雙組份體系是最重要的顯影體系，所采用的靜電顯影粉是由色粉(也稱墨粉或調色劑，以下均稱墨粉)和載體混合而成的。炭黑是墨粉的重要組成，除了作為著色劑外，在墨粉中的主要作用是影響其帶電性和熔融流動性，它對復印材料的質量有著極大的影響。我國色素炭黑品種少，也沒有按照不同應用領域和炭黑的特殊性能加以區(qū)分，目前國內尚未見復印墨粉專用色素炭黑的研究報道。要發(fā)展我國復印墨粉的生產(chǎn)，研究并生產(chǎn)適用于墨粉的專用色素炭黑很有必要。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的是為了提出一種利用煤焦油為原料制備復印墨粉色素炭黑的方法。本發(fā)明的目的是通過以下技術方案實現(xiàn)的。本發(fā)明的一種利用煤焦油為原料制備復印墨粉色素炭黑的方法，采用爐法炭黑臭氧氧化方法制復印墨粉色素炭黑，分為兩大步，第一步為炭黑基料的準備，第二步為炭黑氧化；具體步驟為I)在爐法炭黑生產(chǎn)線上，燃料油經(jīng)脫水處理后，進行預熱；然后進入液烴燃燒器進行燃燒，燃燒完成后降溫；有90%的炭黑被旋風分離器收下，10%的炭黑隨同尾氣進入布袋過濾器，凈化后的尾氣排空；旋風分離器收下的炭黑由循環(huán)氣體輸送進入干法造粒機造粒，造粒機出口設有20目圓筒篩，篩下的為中色素爐法炭黑粒狀基樣；造粒機前設有螺旋式放出粉狀炭黑的接口，如要粉狀成品時，可換布袋壓縮后包裝為粉狀基樣；2)步驟I)得到的炭黑粒狀基樣和臭氧送入立式沸騰塔進行初步氧化，氧化完成后經(jīng)旋風分離器和氣密伐進入臥式旋轉氧化器進行深度氧化，尾氣隨后進入脈沖袋濾器經(jīng)凈化后排空；被氧化的炭黑進入造粒機造粒后為粒狀氧化炭黑成品，不經(jīng)造粒則為粉狀氧化炭黑成品。步驟I)中進行預熱時是將燃料油用泵提升至穩(wěn)壓缸，然后經(jīng)過油過濾器，最后經(jīng)蒸汽夾套管進行預熱；預熱壓力為25kPa 50kPa，預熱溫度為70 95°C ；燃料油用泵提升時是用油恒溫計量缸進行計量；步驟I)中由鼓風機將空氣送入液烴燃燒器中，空氣的進入量由空氣流量計進行計量;步驟I)中燃料油和空氣進行霧化燃燒在液烴燃燒器中有兩層旋流葉片，燃料油被旋轉的熱空氣霧化后在燃燒段完全燃燒，產(chǎn)生高溫旋轉熱氣流，溫度為1200 1500°C， 并以速度為220 410m/s的速度穿過噴嘴，其壓力為I. IMPa 2. 5MPa徑向噴入液烴燃燒器的第二層，與未進行燃燒的燃料油的氣化物進行分散、混合，在反應段迅速燃燒裂解生成炭黑和尾氣懸浮物，其溫度為1300°C 1700°C ；步驟I)中是用冷卻水進行降溫；根據(jù)各種色素炭黑的特性要求，在反應段尾部噴入冷卻水或氧化劑水溶液，使生成物降至900°C以下，終止反應(如噴入氧化劑水溶液則炭黑開始被氧化)。反應生成物經(jīng)立式水夾套后降為600°C，進入空氣預熱器，水夾套熱交換后降為300°C，經(jīng)旋風分離器。由炭黑基樣制備復印墨粉的主要調控點在研制試產(chǎn)過程，通過對燃燒完全過程系數(shù)、總風油比、喉口氣流速度、喉口溫變、 在反應區(qū)停留時間及結構調節(jié)劑數(shù)量等工藝控制條件的調整，試產(chǎn)出不同粒徑、不同表面形狀[以黑度、CTAB (Cetyltri-methyl ammonium bromide)吸附表面積和吸碘值表示]、不同結構[以DBP (Dibutyl phthalate)吸收值表示]及不同表面含氧化合物數(shù)量(以pH值表示)，并按造粒是否，分為粉狀(A)和粒狀(B)兩種樣別。共10個炭黑基樣，每個樣品取 IOOkgo按國標GB/T7044-93執(zhí)行，平均油耗為I. 85t油/t炭黑。氧化程度調控點為了研究氧化程度與產(chǎn)品性能的關系，以便遴選最佳產(chǎn)品、并確定最佳氧化工藝條件，我們將10個樣品以及舊中色爐法炭黑產(chǎn)品m、高色素炭黑C121、導電乙炔炭黑(ACET) 均作為氧化階段的基樣，進行不同程度氧化的試驗。臭氧濃度、氧化溫度、氣流速度、氧化時間、加入的炭黑基樣量都會影響氧化程度。在該生產(chǎn)線上試驗，我們采用固定基樣炭黑量 (80kg)，控制氧化溫度(40°C )、臭氧濃度(10g/m3 12g/m3)、氣流量(150m3/h 180m3/h) 一樣的條件下，改變氧化的時間(依次增加30min)，達到改變氧化程度的目的。氧化產(chǎn)物以基樣右下角數(shù)字加以區(qū)別。氧化產(chǎn)品得率的質量分數(shù)為90% 92% (統(tǒng)計平均91.5%)。氧化后試樣的性能每一組試樣隨著氧化強度的提高，揮發(fā)分明顯增加，流動性顯著提高，pH值降低； 同時看出，粉狀基樣A氧化效果比粒狀基樣B的好，這主要是因為造粒后，與臭氧接觸面小， 影響其氧化效果；另外，ACET、Cft、C121色素炭黑經(jīng)氧化后pH值雖明顯降低，但其流動性很難提高?？梢耘袛嘤梅蹱罨鶚颖容^合適。用于復印機的炭黑的技術性能及制備工藝條件根據(jù)遴選出的最佳樣品，擬出預計的技術指標和相應的生產(chǎn)工藝條件，放大試產(chǎn) (產(chǎn)品代號為Cs)，提供應用，確定產(chǎn)品技術指標，并進行中試生產(chǎn)。經(jīng)放大試驗、中試生產(chǎn)2年，工藝穩(wěn)定。氧化工段產(chǎn)品平均得率質量分數(shù)為 91. 5%。實際試用試產(chǎn)的C復提供給復印機消耗品公司代替迪高沙(德國進口 )炭黑復配復印墨粉試產(chǎn)，進行復印試用，效果良好，說明C復符合技術質量要求，可以用于生產(chǎn)復印墨粉。
具體實施例方式實施例I)在爐法炭黑生產(chǎn)線上，將50kg燃料油經(jīng)脫水處理后，進行預熱；然后進入液烴燃燒器進行燃燒，燃燒完成后用冷卻水進行降溫；有90%的炭黑被旋風分離器收下，10% 的炭黑隨同尾氣進入布袋過濾器，凈化后的尾氣排空；旋風分離器收下的炭黑由循環(huán)氣體輸送進入干法造粒機造粒，造粒機出口設有20目圓筒篩，篩下的為中色素爐法炭黑粒狀基樣；造粒機前設有螺旋式放出粉狀炭黑的接口 ；2)步驟I)得到的37kg炭黑粒狀基樣和3kg臭氧送入立式沸騰塔進行初步氧化， 氧化完成后經(jīng)旋風分離器和氣密伐進入臥式旋轉氧化器進行深度氧化，尾氣隨后進入脈沖袋濾器經(jīng)凈化后排空；被氧化的炭黑進入造粒機造粒后得到39kg粒狀氧化炭黑成品。步驟I)中進行預熱時是將燃料油用泵提升至穩(wěn)壓缸，然后經(jīng)過油過濾器，最后經(jīng)蒸汽夾套管進行預熱；預熱壓力為27kPa，預熱溫度為83°C ；燃料油用泵提升時是用油恒溫計量缸進行計量；步驟I)中由鼓風機將60000L空氣送入液烴燃燒器中，空氣的進入量由空氣流量計進行計量；步驟I)中燃料油和空氣進行霧化燃燒在液烴燃燒器中有兩層旋流葉片，燃料油被旋轉的熱空氣霧化后在燃燒段完全燃燒，產(chǎn)生高溫旋轉熱氣流，溫度為1370°C，并以速度為260m/s的速度穿過噴嘴，其壓力為I. 33MPa徑向噴入液烴燃燒器的第二層，與未進行燃燒的燃料油的氣化物進行分散、混合，在反應段迅速燃燒裂解生成炭黑和尾氣懸浮物，其溫度為 1550。。。將上述方法制得的炭黑成品用于復印機復印，與國外同類產(chǎn)品進行比較，如表5 所示，從表5看出，C復與進口的幾種復印墨粉色素炭黑技術性能基本相同。表5C復與國外同類產(chǎn)品性能比較
權利要求
1.一種利用煤焦油為原料制備復印墨粉色素炭黑的方法，其特征在于具體步驟為1)在爐法炭黑生產(chǎn)線上，燃料油經(jīng)脫水處理后，進行預熱；然后進入液烴燃燒器進行燃燒，燃燒完成后降溫；有90%的炭黑被旋風分離器收下，10%的炭黑隨同尾氣進入布袋過濾器，凈化后的尾氣排空；旋風分離器收下的炭黑由循環(huán)氣體輸送進入干法造粒機造粒， 造粒機出口設有20目圓筒篩，篩下的為中色素爐法炭黑粒狀基樣；造粒機前設有螺旋式放出粉狀炭黑的接口，如要粉狀成品時，可換布袋壓縮后包裝為粉狀基樣；2)步驟I)得到的炭黑粒狀基樣和臭氧送入立式沸騰塔進行初步氧化，氧化完成后經(jīng)旋風分離器和氣密伐進入臥式旋轉氧化器進行深度氧化，尾氣隨后進入脈沖袋濾器經(jīng)凈化后排空；被氧化的炭黑進入造粒機造粒后為粒狀氧化炭黑成品，不經(jīng)造粒則為粉狀氧化炭黑成品。
2.根據(jù)權利要求I所述的一種利用煤焦油為原料制備復印墨粉色素炭黑的方法，其特征在于步驟I)中進行預熱時是將燃料油用泵提升至穩(wěn)壓缸，然后經(jīng)過油過濾器，最后經(jīng)蒸汽夾套管進行預熱；預熱壓力為25kPa 50kPa，預熱溫度為70 95°C ；燃料油用泵提升時是用油恒溫計量缸進行計量。
3.根據(jù)權利要求I所述的一種利用煤焦油為原料制備復印墨粉色素炭黑的方法，其特征在于步驟I)中由鼓風機將空氣送入液烴燃燒器中，空氣的進入量由空氣流量計進行計量。
4.根據(jù)權利要求I所述的一種利用煤焦油為原料制備復印墨粉色素炭黑的方法，其特征在于步驟I)中燃料油和空氣進行霧化燃燒在液烴燃燒器中有兩層旋流葉片，燃料油被旋轉的熱空氣霧化后在燃燒段完全燃燒，產(chǎn)生高溫旋轉熱氣流，溫度為1200 1500°C， 并以速度為220 410m/s的速度穿過噴嘴，其壓力為I. IMPa 2. 5MPa徑向噴入液烴燃燒器的第二層，與未進行燃燒的燃料油的氣化物進行分散、混合，在反應段迅速燃燒裂解生成炭黑和尾氣懸浮物，其溫度為1300°C 1700°C。
5.根據(jù)權利要求I所述的一種利用煤焦油為原料制備復印墨粉色素炭黑的方法，其特征在于步驟I)中是用冷卻水進行降溫。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種復印墨粉色素炭黑的制備方法，具體地說是一種利用煤焦油為原料制備復印墨粉色素炭黑的方法，屬于炭黑技術領域。采用爐法炭黑臭氧氧化方法制復印墨粉色素炭黑，分為兩大步，第一步為炭黑基料的準備，第二步為炭黑氧化制得的炭黑成品用于復印機復印，與國外同類產(chǎn)品進行比較，與進口的幾種復印墨粉色素炭黑技術性能基本相同。
文檔編號C09C1/50GK102585563SQ20121000823
公開日2012年7月18日 申請日期2012年1月12日 優(yōu)先權日2012年1月12日
發(fā)明者韓釗武 申請人:韓釗武