專利名稱：重質油氣化炭黑回收工藝和設備的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及在石油化工生產中，用渣油做原料生產甲醇和合成氨過程中的碳黑回收工藝方法和設備;也涉及到從渣油氣化的碳黑廢水中回收碳黑回收技術;碳黑的制造和應用。
背景技術：
在合成氨和甲醇生產過程中，用重質油作原料，特別是減壓渣油作原料在SheLL氣化爐中氣化制取合成氣時，付產的碳黑相當于渣油重量的1-2%，用水噴淋洗滌就產生炭黑含量為1-1.5%的炭黑水，這種炭黑水呈懸浮狀態(tài)，對水有極強的吸附力，脫水非常困難，當使用分離因數(shù)a＝1450的離心機處理1.5%炭黑水時，經30分鐘離心過濾后，濾餅含水95%，因此離心過濾效率是很低的。當加入陰性聚丙酰胺絮凝劑后，炭黑離子可凝聚為絮狀物可在水中漂浮。這中絮凝物稍能加快過濾速度，但增加了炭黑中的雜質，大大地影了炭黑的使用價值。在西德Lurgi公司的甲醇生產過程中，是采用石腦油-渣油兩步萃取的方法來回收炭黑，石腦油經閃蒸，汽提繼續(xù)使用，炭黑留在渣油中返回氣化爐作原料。這種方法流程長，設備多，能耗高，污水容易超標污染環(huán)境。而且更嚴重的是會經常發(fā)生堵汽提塔事故，影響生產的正常運行，這在世界上的同類裝置中，目前尚未有很好的解決辦法。
目前世界上有許多試驗裝置探索炭黑水開環(huán)分離回收的路線，但尚未有見到工業(yè)化裝置的報導。在美國專利us4，530，769和us3，756，142中，是關于SheLL加壓氣化爐付產1%炭黑水的分離方法，它是將炭黑懸浮液加壓送入55L的試管壓縮器。在最終壓力為5.1-10.2MPa范圍內壓濾得到含炭黑21-29%的簿片狀濾餅，在200℃溫度下烘干可得到BET表面積為865M2/g及表觀密度為187-192g/L炭黑成品。如果在工業(yè)生產上應用這種壓濾設備，無論在設備制造，工業(yè)運行，都是不容易實現(xiàn)的。設備造價高易漏泄，動力消耗也大。
在德國專利DE-PS NO2，546，072中，是用碳氫化合物萃取，炭黑并與水分離萃取炭黑中含有90%的水和碳氫化合物，干燥這種物的炭黑時，比較危險的，必須小心處理。而且不能作為功率電池的功能原料。在德國專利DE-OSNo2，606，098中用帶式過濾器進行處理。得到含16%固體物質的濾餅，這中代子很容易損壞，生產成本也比較高。
發(fā)明的目的本發(fā)明一方面解決用重質油作原料的合成氨和甲醇工業(yè)中，由于氣化爐產生的炭黑付產物回收而帶來的一系列影響生產的問題;第二個目的是尋找一種設備較少，路線短，容易控制，能耗又較低的炭黑回收路線。第三個目的是制取質優(yōu)價廉的高功率電池的功能原料。這種導電炭黑使綜合利用的炭黑增值，取得更大的經濟效益。本發(fā)明炭黑的應用可以擴大到很多的領域。
發(fā)明的概述本發(fā)明在試生產中取得了極大的成功。現(xiàn)將主要流程敘述如下將甲醇或合成氨裝置中氣化爐工段排出的含炭黑廢水(含炭黑0.5-3%)排到緩沖池，再用泵打到密壓脫水機進行壓濾，采用盡可能低的壓力(1-2MPa)，最大限度地脫除濾餅中的水分，最終可達到含炭黑15-17%的濾餅，再用輸送設備送到高熱效率的干燥系統(tǒng)，在140-200℃溫度下進行干燥，可以用各種間接或直接的，方便的熱載體進行干燥。本發(fā)明認為是最佳的方式是用導熱油(220-280℃)循環(huán)的方式進行間接干燥濾餅在負壓條件下進行，干燥后的濾餅送到磁選機進行對金屬等雜質的去除。再經高速粉碎機得到炭黑成品送包裝。
所述的壓濾設備可以用中國善的定型設備，用一維或二維的密壓方式壓濾，空氣的壓力是1-2MPa。
發(fā)明的效果前述的三個目的也經實現(xiàn)，所的炭黑回收路線解決了合成氨，甲醇或生產中的炭黑回收的瓶頸問題，不再發(fā)生石腦油炭黑灰?guī)Ф滤鹿?。可以?jié)省大量的石腦油，排出的污水不會超標，能保持大工業(yè)裝置的滿負荷運行。就流程設備少，流程短，成本低，不耗蒸汽，從社會效益上節(jié)能，操作彈性大，容易控制，能夠作到投資少，建設速度快，可作為新廠炭黑回收或老廠改造之用。本發(fā)明密壓脫水機壓濾濾餅的操作壓力較低，動力消耗小，操作維護容易。
本發(fā)明方法和設備制造的炭黑可以作為高功率電池的功能材料，吸油值，吸碘值均高于美國XCF型特導電炭黑?？梢詭鎯r格昂貴的乙炔炭黑見表1。本發(fā)明炭黑的回收成本不高于石腦油萃取返回氣化爐成本，而其應用比返回到氣化中作為料，在價值上可以增值10倍。
表一.本發(fā)明炭黑在R6電池試驗結果
由于該炭黑吸油值，吸碘值及比表面積都優(yōu)于乙炔炭黑。濟南電池廠根據(jù)這一特性，在試驗中調整了配方，篩選出能發(fā)揮這種炭黑性能最佳配方，制造出R6C型高功率電池。
表二.本發(fā)明在R6C電池上的試驗結果
本發(fā)明方法制備的炭黑性能，表三
附表說明1＃樣品是炭黑檢測中心第一次分析的樣品。系石腦油萃取的樣品，炭黑表面有一層油膜，作吸液量時不浸潤，故而未做出結果，不適宜做干電池用。
2＃樣品是第二次送檢測中心的樣品，是從炭黑水槽出口取樣的。未經石腦油萃取。
3＃樣品是長春應化所檢測的樣品。
ASTMN472特導電炭黑，是目前結構較高的商品炭黑。
KetjenbLak EC炭黑，是國外發(fā)表的一種新型炭黑，工藝尚未公開，其各種參數(shù)接近謝爾爐渣油氣化炭黑。
實施例濃度1-2%的炭黑水由貯槽經泵打到密壓脫水機(壓濾機)，進漿壓力1.2MPa，空氣壓榨壓力1.5MPa，濾餅含炭黑15%。壓濾機無錫產品，型號XAZ-30。然后將濾餅用螺旋輸送機送到負亞高熱效率的干燥系統(tǒng)，利用280℃導熱油對濾餅進行間接加熱，當水分＜1%時，排出干燥系統(tǒng)，用埋刮板輸送機送到磁選機，經分離出金屬等雜質后，到高速粉碎機系統(tǒng)，粉碎后得到視比容11-13CM3/g的成品炭黑。經收集系統(tǒng)送往包裝工序，粉塵經回收送回系統(tǒng)，以降低粉塵污染。
本發(fā)明制取的炭黑，應用的范圍很廣，除可用作高功率電池的功能材料以外，還可以用作導電塑料、橡膠產品、塑料顏料、塑料和橡膠中的抗靜電成分。半導體電纜化合物-聚乙烯、熱塑料、橡膠制品。
權利要求
1.一種應用在合成氨或甲醇工業(yè)中，用重質油作原料氣化制合成氣而產生的付產物炭黑的回收方法和設備，氣化產生的炭黑用水吸收得到炭黑用0.5-3%的廢水，需要進行回收處理，其特征是a.不采用石腦油，或石腦油--渣油兩步萃取的技術b.采用一維或二維的密壓脫水壓濾機，進漿壓力1--2MPa，空氣壓力1-2MPac.采用高熱效率的負壓干燥設備，干燥溫度140-200℃。
2.按權利要求1所述的方法，其特征是所述的高效干燥設備的熱載體，用220-280℃的導熱油循環(huán)進行干燥，并且保持濾餅在輕微的負壓狀態(tài)干燥，熱效率最好。
3.按權利要求1所述的方法，其特征是濾餅經過密壓脫水后，含炭黑量15-17%時，即可送往干燥系統(tǒng)。
4.一種重質油作原料，在SheLL爐氣化所得到的付產物炭黑廢水，用本發(fā)明的方法和設備進行炭黑回收，可以制造高功率電池的功能材料，又可以作電纜料、導電塑料、橡膠制品、塑料顏料、塑料和橡膠中的抗靜電成分，半導體電纜化合物-聚乙烯、熱塑料、橡膠制品。
全文摘要
一種用在合成氨或甲醇中，用重質油作原料氣化制合成氣而產生的副產品炭黑，經水吸收而得含0.5-3％炭黑的炭黑廢水的回收方法，不采用常規(guī)的易出堵塞設備的影響生產的石腦油萃取的回收方法。而是采用壓濾和干燥的方法和設備進行炭黑回收，具有流程短，設備簡單、易操作、無污染、投資低的特點，而且經SheLL氣化爐氣化產生的炭黑，經本發(fā)明回收后可以作高功率電池的功能材料，還可用于電纜，橡膠導電塑料的制品中。炭利用價值的經濟效益可比常規(guī)回收方法返回氣化爐增值10倍。
文檔編號C09C1/48GK1059744SQ9010627
公開日1992年3月25日 申請日期1990年9月27日 優(yōu)先權日1990年9月27日
發(fā)明者解一軻, 朱傳芳, 劉克星 申請人:齊魯石油化工公司第二化肥廠