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高效率煤焦油生产炭黑的工艺流程
作者:河北思凯淋  来源: http://www.hebeisikailin.com/xwzx/n1646.html   发布时间:2021-07-27

         炭黑是一种轻、松而极细的黑色粉末,表面积非常大,范围从10~3000m2/g,是含碳物质(煤、然气、燃料油等)在空气不足的条件下经不完全燃烧或受热分解而得的产物。按炭黑性能区分有“补强炭黑”“导电炭黑”“耐磨炭黑”等。可作黑色,用于制造国墨、油墨、等,也用于做的补强剂。 

        炭黑可作为补强填充剂用在橡胶生产中,对橡胶的物理机械性能和加工工艺都有重要的影响。对于炉法炭黑生产线,反应炉是其核心设备,其一般工艺是:空气和燃料在反应炉中燃烧,原料经喷枪雾化后喷入燃烧的火焰中,经高温热解生成炭黑;炭黑悬浮于燃余气中形成烟气;烟气经冷却后被收集和干燥。炭黑行业对原料油的质量要求是:芳烃含量要高,相关指数(BMCI)≥120,杂质、沥青类和胶质要少。一般来说,蒽油、防腐油和乙烯焦油是较理想的炭黑生产原材料。目前,生产橡胶用炭黑的原料一般使用煤焦油和蒽油的混合油,增加煤焦油中蒽油的比例其目的是提高炭黑的着色强度。蒽油是煤焦油组成的一部分,可通过蒸馏获得,蒽油的价格高于煤焦油,炭黑原料中蒽油比例的增大无疑增加了生产成本。


         空气预热器与所述炭黑过滤、造粒工段之间还可依次连接有废热锅炉和原料油预热器,所述废热锅炉的废热烟气进口连接所述空气预热器的烟气出口;原料油预热器包括原料油进口、预热烟气进口、烟气排出口和预热原料油出口,所述预热烟气进口连接所述废热锅炉的废热烟气出口,所述烟气排出口连接所述炭黑过滤、造粒工段的炭黑烟气入口。


       还可包括添加剂喷枪,所述添加剂喷枪连通所述生成炭黑反应炉的添加剂喷嘴。上述的系统,所述悬浮床加氢工段前还可设有预处理工段。本技术的有益效果在于,本技术把快速热解煤焦油经悬浮床加氢裂化后,再利用切割馏分工段将裂化得到的轻质化煤焦油馏分出轻油、重油;轻馏分即轻油,作为炭黑生产的燃料油,重馏分即重油,作为炭黑生产的原料油,实现了快速热解煤焦油的高附加值利用,极大地提高了生产的经济效益。附图说明图1为本技术实施方式的以煤焦油生产炭黑的工艺流程简图。具体实施方式以下结合附图和实施例,对本技术的具体实施方式进行更加详细的说明,以便能够更好地理解本技术的方案以及其各个方面的优点。然而,以下描述的具体实施方式和实施例仅是说明的目的,而不是对本技术的限制。本实施方式提供一种以快速热解煤焦油生产炭黑的装置,包括:快速热解煤焦油储槽、预处理工段、悬浮床加氢工段、固定床切割馏分工段、生成炭黑反应炉、主供风机、空气预热器、废热锅炉、原料油预热器、炭黑过滤、造粒工段。其中,快速热解煤焦油储槽、预处理工段、主供风机、空气预热器、废热锅炉、原料油预热器为可选设置。该系统以快速热解煤焦油生产炭黑的工艺流程简图如图1所示。需要说明的是,本技术的煤焦油不限于快速热解煤焦油。

预处理工段完成对快速热解煤焦油脱水、脱除机械杂质。所述的悬浮床加氢工段完成对快速热解煤焦油加氢裂化。

固定床切割馏分工段完成对悬浮床加氢工段加氢后的轻质化煤焦油馏分切割,分为轻油、重油及残渣。所述的固定床切割馏分工段切割出的轻油可作为生产炭黑反应所需的燃料油。

固定床切割馏分工段切割出的重油可作为生产炭黑反应所需的原料油。所述的炭黑反应炉是炭黑生成的反应设备。

主供风机提供燃料油在炭黑反应炉内燃烧所需的助燃空气。所述的空气预热器对主供风机提供的助燃空气进行预热。所述的废热锅炉回收炭黑反应炉的烟气余热。

原料油预热器利用废热锅炉的出口烟气对原料油进行预热。该过程根据原料油的用量选择合适量的烟气余热。所述的炭黑过滤、造粒工段完成炭黑颗粒的过滤和造粒。上述系统以热解煤焦油生产炭黑的方法,包括:快速热解煤焦油储罐内的快速热解煤焦油经预处理工段进行脱水、脱除机械杂质。脱水、脱除机械杂质的热解煤焦油在悬浮床加氢工段完成加氢裂化。

经悬浮床加氢工段处理的热解煤焦油进入固定床切割馏分工段,把悬浮床加氢工段处理的轻质化煤焦油馏分为:

a.轻油馏分:作为生产炭黑反应所需的燃料油;

b.重油馏分:作为生产炭黑反应所需的原料油;

c.残渣做固废处理。轻油馏分作为燃料油进入燃料油罐,经过滤器由燃料油泵送入反应炉油喷枪,由来自空压站的压缩空气将燃料油雾化,再与被炭黑反应炉的烟气预热后的空气在反应炉的燃烧室内混合,完全燃烧,产生约1860℃的高温燃烧气流,随后高速进入反应炉的喉管段。

         重油馏分作为原料油进入原料油罐,经原料油过滤器,可由原料油泵送到原料油预热器,预热到200℃以后,经原油点火喷枪喷入反应炉的喉管段。在这里,原料油与来自燃烧段的高温高速气流充分混合气化并裂解生成炭黑。生产炭黑所需工艺的空气可由大气进入主供风机,经升压后送入空气预热器预热到800℃左右,再送入反应炉燃烧段。

         为了调节和控制炭黑结构,可在添加剂溶解罐内用水溶解碳酸钾,然后经添加罐用泵送到添加剂喷枪,从添加剂喷枪的喷嘴孔喷入反应炉燃烧段内。炭黑反应炉出口的夹带炭黑的高温烟气经空气预热器、废热锅炉、原料油预热器进入炭黑过滤、造粒工段完成炭黑过滤、造粒,形成炭黑产品。本技术把快速热解煤焦油经悬浮床加氢工段裂化后,再利用固定床馏分工段馏分,得到的轻馏分即轻油,作为炭黑生产的燃料油,得到的重馏分即重油,作为炭黑生产的原料油,实现了快速热解煤焦油的高

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