1.本发明涉及炭黑生产技术领域，具体涉及一种油炉法硬质反应炉生产软质炭黑的工艺。


背景技术：

2.炭黑是烃类物质在欠氧燃烧生成的产物，风油比高欠氧少，生成的炭黑就是硬质炭黑，反之风油比低欠氧多，生成的炭黑就是软质炭黑。但风油比低又容易引起炉膛结焦，使生产难以为继，同时由于风油比低还会造成原料油反应不完全，使炭黑表面附着过量的油膜影响炭黑的品质。因此，为了正常生产软质炭黑，只能使用专门的软质反应炉来解决以上问题以维持正常的生产和保证炭黑的品质。
3.由于软质炭黑的使用量只占到硬质炭黑使用量的25％左右，对于中小型企业专门建设软质炭黑生产线就会面临市场和效益平衡的问题，为了不失去软质炭黑的市场，很多企业就只能在一条生产线同时建设硬、软质两个反应炉，但多建一个炉就需增加500多万元的投资，并且硬、软质品种转产过程还要停产、再投产才能办到，这就增加了生产的成本。


技术实现要素：

4.本发明所要解决的技术问题是：针对现有技术存在的不足，提供一种油炉法硬质反应炉生产软质炭黑的工艺，使一条生产线不需要分别建设软质反应炉和硬质反应炉，就能生产硬质和软质两种炭黑，且转产过程中不需要停产，大大节约了投资成本和生产成本。
5.为解决上述技术问题，本发明的技术方案是：
6.一种油炉法硬质反应炉生产软质炭黑的工艺，包括以下步骤：
7.在硬质炉燃烧室喷入燃料与高温空气混合燃烧，燃料量按燃烧模型温度1550～1700℃设定，同时向燃烧室喷入足量稳定的蒸汽，与燃烧后的燃料共同形成满足软质炭黑生成条件的高温高速气流；
8.将满足风油比条件的原料油在反应炉喉管处均匀喷入，与燃烧室燃烧产生的高温高速气流混合发生不完全燃烧和裂解等一系列化学反应，生成炭黑烟气；
9.经过适当的反应时间后在反应炉急冷段喷入急冷水中止反应，得软质炭黑。
10.所述蒸汽从反应炉前轴向喷入燃烧室，可以单独喷入，也可与燃料混合后喷入。
11.所述蒸汽的通入量依据不同的产能和品种，生产线年产2.0～6.0万吨的通入量为100～500kg/h。
12.所述燃料包括乙烯焦油、煤焦油、蒽油、炭黑油、催化裂化澄清油、天燃气和焦炉煤气中的至少一种。
13.所述原料油包括煤焦油、蒽油、炭黑油、乙烯焦油和催化裂化澄清油中的至少一种。
14.所述硬质炉为卧式炉，包括依次管道连通的燃烧段、喉管、反应段、急冷段和气化段。
15.所述满足风油比条件即高温空气与原料油的风油比不小于1.45。
16.所述高温空气的温度为650～800℃。
17.所述软质炭黑经换热降温、收集、造粒、干燥、精制和包装得软质炭黑成品。
18.由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：
19.本发明的一种油炉法硬质反应炉生产软质炭黑的工艺，包括以下步骤，将燃料喷入反应炉燃烧室与高温空气混合燃烧，控制燃烧室内燃烧模型温度在1550～1700℃；将蒸汽从反应炉前轴向喷入燃烧室，与燃烧后的燃料共同形成高温高速气流；将满足风油比条件原料油径向喷入反应炉喉管，与所述高温高速气流混合后迅速发生不完全燃烧和裂解等一系列化学反应，生成炭黑烟气；在反应炉急冷段喷入急冷水终止反应，得软质炭黑。通过调节燃料量和蒸汽量来控制反应温度和气流速度，就能满足不同品种和产量软质炭黑生产条件。蒸汽通入燃烧室一方面调整炉温至合适的温度，另一方面增加了炉膛内的气体流速，增加风油比，使炉内不易形成结焦，保证了生产的持续进行，实现了一条生产线不需要投资硬、软质两个反应炉，就可以生产硬质和软质炭黑，软质和硬质炭黑相互转产过程也不需要停产。生产软质n500、n600系列品种的消耗比生产硬质n300系列品种的消耗少100kg/t以上原料油，也就是说生产软质炭黑的效益远高于生产硬质炭黑，经济效益十分明显。
附图说明
20.下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
21.图1是本发明实施例提供的一种油炉法硬质反应炉生产软质炭黑的工艺流程图；
22.其中：1-原料油泵；2-燃料泵；3-主供风机；4-工艺水泵；5-燃烧段；6-喉管；7-反应段；8-急冷段；9-气化段；10-空气预热器；11-在线余热锅炉；12-锅炉供水泵；13-蒸汽管网；14-原料油预热管；15-收集单元。
具体实施方式
23.下面结合附图和实施例，进一步阐述本发明。
24.实施例1
25.一种油炉法硬质反应炉生产n660软质炭黑的工艺，包括以下步骤：
26.1、反应炉为四万吨硬质卧式炉，包括依次连接的燃烧段5、喉管6、反应段7、急冷段8和气化段9。
27.2、燃料油经燃料泵2加压后径向喷入硬质反应炉燃烧段5的内腔即燃烧室内，与经过主供风机3加压，再经过空气预热器10预热后，进入燃烧段5的温度为700℃高温空气混合燃烧，控制燃烧室内燃烧温度在1600℃，所述燃料为乙烯焦油，其中乙烯焦油的投加量为600kg/h，高温空气的通入量为14700nm3/h。
28.3、将蒸汽从反应炉前轴向喷入燃烧室，与燃烧后的气体共同形成高温高速气流，其蒸汽的通入量为403kg/h。
29.4、将原料油经原料油泵1加压，进入原料油预热管14加热后径向喷入反应炉喉管6，与所述高温高速气流混合后迅速发生不完全燃烧和裂解等一系列化学反应，生成炭黑烟气，所述原料油为蒽油，其中蒽油的投加量为9000kg/h。
30.5、在反应炉急冷段8喷入一次急冷水终止反应，得软质炭黑烟气。急冷水由清水经
工艺水泵4加压后获得。
31.6、软质炭黑烟气经过空气预热器10、在线余热锅炉11降温，再经二次急冷控制温度在280℃左右进入收集单元15进行气固分离，得到固体粉状n660软质炭黑。
32.7、固体粉状n660软质炭黑再经造粒、干燥、精制和包装，得n660软质炭黑产品。
33.软质炭黑烟气的热量可以做为空气预热器10对空气预热的热源，同时多余的热量可以对在线余热锅炉11加热，产生的蒸汽到达蒸汽管网13进行利用，软化水通过锅炉供水泵12打入在线余热锅炉11对其进行供水。
34.本实施例日产n660软质炭黑147吨，收率1.57吨油/吨炭，甲苯透光率达83％，产品质量检验报告见表一。
35.实施例2
36.一种油炉法硬质反应炉生产n660软质炭黑的工艺，包括以下步骤：
37.1、反应炉为四万吨硬质卧式炉，包括依次连接的燃烧段5、喉管6、反应段7、急冷段8和气化段9。
38.2、燃料油经燃料泵2加压后径向喷入硬质反应炉燃烧室，与经过主供风机3加压，再经过空气预热器10预热后，进入燃烧段5的温度为705℃高温空气混合燃烧，控制燃烧室内燃烧温度在1600℃，所述燃料为蒽油，其中蒽油的投加量为597kg/h，高温空气的通入量为14700nm3/h。
39.3、将蒸汽从反应炉前轴向喷入燃烧室，与燃烧后的气体共同形成高温高速气流，其蒸汽的通入量为392kg/h。
40.4、将原料油经原料油泵1加压，进入原料油预热管14加热后径向喷入反应炉喉管6，与所述高温高速气流混合后迅速发生不完全燃烧和裂解等一系列化学反应，生成炭黑烟气，所述原料油为炭黑油，其中炭黑油的投加量为9200kg/h。
41.5、在反应炉急冷段8喷入一次急冷水终止反应，得软质炭黑烟气。急冷水由清水经工艺水泵4加压后获得。
42.6、软质炭黑烟气经过空气预热器10、在线余热锅炉11降温，再经二次急冷控制温度在280℃左右进入收集单元15进行气固分离，得到固体粉状n660软质炭黑。
43.7、固体粉状n660软质炭黑再经造粒、干燥、精制和包装，得n660软质炭黑产品。
44.软质炭黑烟气的热量可以做为空气预热器10对空气预热的热源，同时多余的热量可以对在线余热锅炉11加热，产生的蒸汽到达蒸汽管网13进行利用，软化水通过锅炉供水泵12打入在线余热锅炉11对其进行供水。
45.本实施例日产n660软质炭黑153.7吨，收率1.53吨油/吨炭，甲苯透光率达81％，产品质量检验报告见表一。
46.实施例3
47.一种油炉法硬质反应炉生产n550软质炭黑的工艺，包括以下步骤：
48.1、反应炉为四万吨硬质卧式炉，包括依次连接的燃烧段5、喉管6、反应7、急冷段8和气化段9。
49.2、燃料油经燃料泵2加压后径向喷入硬质反应炉燃烧段5，与经过主供风机3加压，再经过空气预热器10预热后，进入燃烧段5的温度为670℃高温空气混合燃烧，控制燃烧室内燃烧温度在1680℃，所述燃料为乙烯焦油，其中乙烯焦油的投加量为625kg/h，高温空气
的通入量为13800nm3/h。
50.3、将蒸汽从反应炉前轴向喷入燃烧室，与燃烧后的气体共同形成高温高速气流，其蒸汽的通入量为300kg/h。
51.4、将原料油经原料油泵1加压，进入原料油预热管14加热后径向喷入反应炉喉管6，与所述高温高速气流混合后迅速发生不完全燃烧和裂解等一系列化学反应，生成炭黑烟气，所述原料油为炭黑油，其中炭黑油的投加量为9000kg/h。
52.5、在反应炉急冷段8喷入一次急冷水终止反应，得软质炭黑烟气。急冷水由清水经工艺水泵4加压后获得。
53.6、软质炭黑烟气经过空气预热器10、在线余热锅炉11降温，再经二次急冷控制温度在280℃左右进入收集单元15进行气固分离，得到固体粉状n550软质炭黑。
54.7、固体粉状n550软质炭黑再经造粒、干燥、精制和包装，得n550软质炭黑产品。
55.软质炭黑烟气的热量可以做为空气预热器10对空气预热的热源，同时多余的热量可以对在线余热锅炉11加热，产生的蒸汽到达蒸汽管网13进行利用，软化水通过锅炉供水泵12打入在线余热锅炉11对其进行供水。
56.本实施例日产n550软质炭黑149.7吨，收率1.543吨油/吨炭，甲苯透光率达84％，产品质量检验报告见表二。
57.实施例4
58.一种油炉法硬质反应炉生产n550软质炭黑的工艺，包括以下步骤：
59.1、反应炉为四万吨硬质卧式炉，包括依次连接的燃烧段5、喉管6、反应7、急冷段8和气化段9。
60.2、燃料油经燃料泵2加压后径向喷入硬质反应炉燃烧段5，与经过主供风机3加压，再经过空气预热器10预热后，进入燃烧段5的温度为710℃高温空气混合燃烧，控制燃烧室内燃烧温度在1680℃，所述燃料为煤焦油，其中煤焦油的投加量为619kg/h，高温空气的通入量为13800nm3/h。
61.3、将蒸汽从反应炉前轴向喷入燃烧室，与燃烧后的气体共同形成高温高速气流，其蒸汽的通入量为303kg/h。
62.4、将原料油经原料油泵1加压，进入原料油预热管14加热后径向喷入反应炉喉管6，与所述高温高速气流混合后迅速发生不完全燃烧和裂解等一系列化学反应，生成炭黑烟气，所述原料油为炭黑油，其中炭黑油的投加量为9000kg/h。
63.5、在反应炉急冷段8喷入一次急冷水终止反应，得软质炭黑烟气。急冷水由清水经工艺水泵4加压后获得。
64.6、软质炭黑烟气经过空气预热器10、在线余热锅炉11降温，再经二次急冷控制温度在278℃左右进入收集单元15进行气固分离，得到固体粉状n550软质炭黑。
65.7、固体粉状n550软质炭黑再经造粒、干燥、精制和包装，得n550软质炭黑产品。
66.软质炭黑烟气的热量可以做为空气预热器10对空气预热的热源，同时多余的热量可以对在线余热锅炉11加热，产生的蒸汽到达蒸汽管网13进行利用，软化水通过锅炉供水泵12打入在线余热锅炉11对其进行供水。
67.本实施例日产n550软质炭黑149.0吨，收率1.549吨油/吨炭，甲苯透光率达83％，产品质量检验报告见表二。
68.实施例5
69.一种油炉法硬质反应炉生产n550软质炭黑的工艺，包括以下步骤：
70.1、反应炉为四万吨硬质卧式炉，包括依次连接的燃烧段5、喉管6、反应7、急冷段8和气化段9。
71.2、燃料油经燃料泵2加压后径向喷入硬质反应炉燃烧段5，与经过主供风机3加压，再经过空气预热器10预热后，进入燃烧段5的温度为670℃高温空气混合燃烧，控制燃烧室内燃烧温度在1680℃，所述燃料为乙烯焦油，其中乙烯焦油的投加量为530kg/h，高温空气的通入量为12000nm3/h。
72.3、将蒸汽从反应炉前轴向喷入燃烧室，与燃烧后的气体共同形成高温高速气流，其蒸汽的通入量为290kg/h。
73.4、将原料油经原料油泵1加压，进入原料油预热管14加热后径向喷入反应炉喉管6，与所述高温高速气流混合后迅速发生不完全燃烧和裂解等一系列化学反应，生成炭黑烟气，所述原料油为炭黑油，其中炭黑油的投加量为8500kg/h。
74.5、在反应炉急冷段8喷入一次急冷水终止反应，得软质炭黑烟气。急冷水由清水经工艺水泵4加压后获得。
75.6、软质炭黑烟气经过空气预热器10、在线余热锅炉11降温，再经二次急冷控制温度在280℃左右进入收集单元15进行气固分离，得到固体粉状n550软质炭黑。
76.7、固体粉状n550软质炭黑再经造粒、干燥、精制和包装，得n550软质炭黑产品。
77.软质炭黑烟气的热量可以做为空气预热器10对空气预热的热源，同时多余的热量可以对在线余热锅炉11加热，产生的蒸汽到达蒸汽管网13进行利用，软化水通过锅炉供水泵12打入在线余热锅炉11对其进行供水。
78.本实施例日产n550软质炭黑142.8吨，收率1.518吨油/吨炭，甲苯透光率达71％，产品质量检验报告见表二。
79.表一n660实施例质量检验报告gb3778-2003
80.检验项目技术指标实施例1实施例2吸碘值36
±
536.137dbp吸收值90
±
591.090cdbp吸收值69～797675.5stsa29～3935.936.1bet30～4036.436.6加热减量≤1.50.090.012灰份≤0.70.210.2545微米筛余物≤0.100.0120.018500微米筛余物≤0.0010.00030.0003杂质无无无细粉含量≤101.71.0定伸应力-2.2
±
1.5-2.0-1.6
81.表二n550实施例质量检验报告gb3778-2003
[0082][0083][0084]
从以上实施例1～5及表一、表二可以看到，只要工艺不发生大的改变，尤其是空气量和原料油量比值不发生大的改变，即使燃料或原料油发生了改变，产品质量也很稳定，这说明本发明的工艺重现性非常好。生产的软质炭黑指标全部达到国标gb/t 3780标准，完全满足轮胎等橡胶产品使用技术要求。产品的收率比较高，经济效益非常可观。
[0085]
应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本技术所附权利要求书所限定的范围。