一种等离子体裂解富甲烷气制炭黑的方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN109294284A(43)申请公布日2019.02.01(21)申请号201811337057.5(22)申请日2018.11.12(71)申请人西南化工研究设计院有限公司地址610225四川省成都市高新区高朋大道5号(72)发明人赵国强毛震波李军熊国焱贾绘如谌晓玲(74)专利代理机构成都九鼎天元知识产权代理有限公司51214代理人余小飞(51)Int.Cl.C09C1/48(2006.01)C09C1/56(2006.01)权利要求书1页说明书4页附图2页(54)发明名称一种等离子体裂解富甲烷气制炭黑的方法(57)摘要本发明提供一种等离子体裂解富甲烷气制炭黑的方法，属于炭黑制备技术领域。包括：1)富甲烷气和氢气进入等离子反应器发生等离子体裂解反应，裂解气通过旋风分离器和布袋除尘器分离收集大部分固体炭黑；2)含有少量炭黑的气体由底部进入洗涤塔，经水洗后气体从塔顶排出，同时洗涤塔上部引出气体进入静电除尘器进行电除尘处理，进一步清除微细炭黑颗粒后，再返回洗涤塔下部；3)塔顶气体经PSA分离出副产品氢气，烃类和少量氢气返回等离子反应器，塔底液体和静电除尘器出来的炭黑水经过滤后，过滤水返回洗涤塔，过滤出的炭黑经干燥后作为产品收集。本发明原料利用率高，炭黑收率高，产物纯净，有利于减少炭黑废水的排放，实现清洁生产。CN109294284ACN109294284A权利要求书1/1页1.一种等离子体裂解富甲烷气制炭黑的方法，其特征在于，所述方法以富甲烷气和氢气为原料，采用等离子体裂解的方法制备炭黑。2.如权利要求1所述一种等离子体裂解富甲烷气制炭黑的方法，其特征在于，包括以下步骤：1)富甲烷气和氢气进入等离子反应器发生等离子体裂解反应，裂解气通过旋风分离器和布袋除尘器分离收集大部分固体炭黑；2)含有少量炭黑的气体由底部进入洗涤塔，经水洗后气体从塔顶排出，同时洗涤塔上部引出气体进入静电除尘器进行电除尘处理，进一步清除微细炭黑颗粒后，再返回洗涤塔下部；3)塔顶气体通过PSA分离出副产品氢气，烃类和少量氢气返回等离子反应器，塔底液体和静电除尘器出来的炭黑水经过滤后，过滤水返回洗涤塔水洗用，过滤出的炭黑经干燥后作为产品收集。3.如权利要求1所述一种等离子体裂解富甲烷气制炭黑的方法，其特征在于，所述富甲烷气包括天然气、炼厂气、页岩气、煤层气、焦炉气、热解煤气以及可气化含碳原料。4.如权利要求3所述一种等离子体裂解富甲烷气制炭黑的方法，其特征在于，所述可气化含碳原料为煤焦油、乙烯焦油、重油、生物质、生活生产废油中的一种或多种。5.如权利要求1所述一种等离子体裂解富甲烷气制炭黑的方法，其特征在于，所述甲烷与氢气的摩尔比在1:5-3:1，优选为1:2-2:1。6.如权利要求1所述一种等离子体裂解富甲烷气制炭黑的方法，其特征在于，所述等离子体裂解温度为1000-2000℃，优选为1200-1800℃。7.如权利要求1所述一种等离子体裂解富甲烷气制炭黑的方法，其特征在于，所述洗涤塔为填料塔或板式塔。2CN109294284A说明书1/4页一种等离子体裂解富甲烷气制炭黑的方法技术领域[0001]本发明属于炭黑制备技术领域，具体为一种等离子体裂解富甲烷气制炭黑的方法。背景技术[0002]炭黑生产方法主要有不完全燃烧和热裂解等方法。不完全燃烧法主要包括炉法和槽法。其中，油炉法和槽法的工艺成熟，是较为常用的生产炭黑的方法。尽管目前生产的炭黑品种已有上百个，但制备出具有高附加值(高导电性、高比表面积)的炭黑的制备工艺也并不成熟。热裂解法主要包括热裂法、乙炔法和等离子体法。热裂法是一个不连续的制备炭黑方法，由于反应炉温度较高，炭黑初级粒子在成核的过程中充分生长，所得的炭黑颗粒粒径较大、团聚严重，无法得到较多的高结构炭黑。乙炔法的原理与热裂法相似，但主要原料是乙炔气体。乙炔法制备所得的炭黑结构高且导电性好(电阻率较低)，可广泛用在抗静电产品领域或者导电橡胶和塑料的制品中。乙炔法制备得到的炭黑主要用在干电池的生产中。等离子体法是通过等离子体发生器产生的热量加热反应炉，使其达到极高的温度，使得原料烃(气态烃、液态烃或固态烃)裂解来连续生产炭黑的方法。该方法具有温度高，能量集中等优点，很适合创造炭黑的生成环境。[0003]目前我国炭黑生产市场主要集中在低档产品，普通橡胶用炭黑产能过剩，而在高档炭黑产品中，比如绿色轮胎需要的低滚动阻力炭黑、高性能色素炭黑、导电炭黑、高端汽车橡胶制品配件炭黑等，仍被国外公司占领了全球市场。发明内容[0004]本发明的目的在于提供一种等离子体裂解富甲烷气制炭黑的方法，本发明在保证获得炭黑高收率的同时，开发出一套高效、环保的炭黑生产、分离净化工艺。本发明目的通过以下技术方案来实