DE1592854A1 - Reaktor und Verfahren zur Russherstellung - Google Patents
Reaktor und Verfahren zur RussherstellungInfo
- Publication number
- DE1592854A1 DE1592854A1 DE19671592854 DE1592854A DE1592854A1 DE 1592854 A1 DE1592854 A1 DE 1592854A1 DE 19671592854 DE19671592854 DE 19671592854 DE 1592854 A DE1592854 A DE 1592854A DE 1592854 A1 DE1592854 A1 DE 1592854A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- oil
- combustion
- soot
- injector
- chamber
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 239000004071 soot Substances 0.000 title claims description 21
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims description 20
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 11
- 239000006229 carbon black Substances 0.000 claims description 39
- 239000003921 oil Substances 0.000 claims description 31
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 claims description 30
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims description 18
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 11
- 239000007921 spray Substances 0.000 claims description 8
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims description 7
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 claims description 5
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 claims description 5
- 238000005192 partition Methods 0.000 claims description 5
- 239000004215 Carbon black (E152) Substances 0.000 claims description 3
- 238000005336 cracking Methods 0.000 claims description 3
- 238000000889 atomisation Methods 0.000 claims description 2
- 239000000376 reactant Substances 0.000 claims 2
- 239000000567 combustion gas Substances 0.000 claims 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims 1
- 239000007800 oxidant agent Substances 0.000 claims 1
- 235000019241 carbon black Nutrition 0.000 description 38
- 235000019198 oils Nutrition 0.000 description 25
- 229920001971 elastomer Polymers 0.000 description 12
- 239000005060 rubber Substances 0.000 description 11
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 9
- XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N Zinc monoxide Chemical compound [Zn]=O XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 6
- DOIRQSBPFJWKBE-UHFFFAOYSA-N dibutyl phthalate Chemical compound CCCCOC(=O)C1=CC=CC=C1C(=O)OCCCC DOIRQSBPFJWKBE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 6
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 6
- 239000000047 product Substances 0.000 description 6
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 6
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N Alumina Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 4
- 238000001125 extrusion Methods 0.000 description 4
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 4
- 229910052740 iodine Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000011630 iodine Substances 0.000 description 4
- 239000004575 stone Substances 0.000 description 4
- ZCYVEMRRCGMTRW-UHFFFAOYSA-N 7553-56-2 Chemical compound [I] ZCYVEMRRCGMTRW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- UHOVQNZJYSORNB-UHFFFAOYSA-N Benzene Chemical compound C1=CC=CC=C1 UHOVQNZJYSORNB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N Sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000004220 aggregation Methods 0.000 description 3
- 230000002776 aggregation Effects 0.000 description 3
- AFZSMODLJJCVPP-UHFFFAOYSA-N dibenzothiazol-2-yl disulfide Chemical compound C1=CC=C2SC(SSC=3SC4=CC=CC=C4N=3)=NC2=C1 AFZSMODLJJCVPP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 3
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000011593 sulfur Substances 0.000 description 3
- 239000011787 zinc oxide Substances 0.000 description 3
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 235000021355 Stearic acid Nutrition 0.000 description 2
- 238000005299 abrasion Methods 0.000 description 2
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000000227 grinding Methods 0.000 description 2
- QIQXTHQIDYTFRH-UHFFFAOYSA-N octadecanoic acid Chemical compound CCCCCCCCCCCCCCCCCC(O)=O QIQXTHQIDYTFRH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- OQCDKBAXFALNLD-UHFFFAOYSA-N octadecanoic acid Natural products CCCCCCCC(C)CCCCCCCCC(O)=O OQCDKBAXFALNLD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000011164 primary particle Substances 0.000 description 2
- 239000011819 refractory material Substances 0.000 description 2
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 2
- 239000008117 stearic acid Substances 0.000 description 2
- ZUROCNHARMFRKA-UHFFFAOYSA-N 4,5-dibromo-1h-pyrrole-2-carboxylic acid Chemical compound OC(=O)C1=CC(Br)=C(Br)N1 ZUROCNHARMFRKA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- BWGNESOTFCXPMA-UHFFFAOYSA-N Dihydrogen disulfide Chemical compound SS BWGNESOTFCXPMA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 244000043261 Hevea brasiliensis Species 0.000 description 1
- 101100431668 Homo sapiens YBX3 gene Proteins 0.000 description 1
- DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M Ilexoside XXIX Chemical compound C[C@@H]1CC[C@@]2(CC[C@@]3(C(=CC[C@H]4[C@]3(CC[C@@H]5[C@@]4(CC[C@@H](C5(C)C)OS(=O)(=O)[O-])C)C)[C@@H]2[C@]1(C)O)C)C(=O)O[C@H]6[C@@H]([C@H]([C@@H]([C@H](O6)CO)O)O)O.[Na+] DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M 0.000 description 1
- ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N Potassium Chemical compound [K] ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 241000872198 Serjania polyphylla Species 0.000 description 1
- 102100022221 Y-box-binding protein 3 Human genes 0.000 description 1
- HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N Zinc Chemical compound [Zn] HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000008186 active pharmaceutical agent Substances 0.000 description 1
- 238000009835 boiling Methods 0.000 description 1
- 239000006227 byproduct Substances 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 238000004821 distillation Methods 0.000 description 1
- 239000000806 elastomer Substances 0.000 description 1
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 1
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 1
- 125000004435 hydrogen atom Chemical class [H]* 0.000 description 1
- 239000004615 ingredient Substances 0.000 description 1
- 150000002496 iodine Chemical class 0.000 description 1
- 235000021388 linseed oil Nutrition 0.000 description 1
- 239000000944 linseed oil Substances 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 229920003052 natural elastomer Polymers 0.000 description 1
- 229920001194 natural rubber Polymers 0.000 description 1
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 description 1
- 239000011591 potassium Substances 0.000 description 1
- 229910052700 potassium Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000002787 reinforcement Effects 0.000 description 1
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 description 1
- 229910010271 silicon carbide Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011734 sodium Substances 0.000 description 1
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002689 soil Substances 0.000 description 1
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 description 1
- 230000008961 swelling Effects 0.000 description 1
- 239000011269 tar Substances 0.000 description 1
- 238000010998 test method Methods 0.000 description 1
- 238000012549 training Methods 0.000 description 1
- 238000002834 transmittance Methods 0.000 description 1
- 238000004073 vulcanization Methods 0.000 description 1
- 230000004580 weight loss Effects 0.000 description 1
- 239000011701 zinc Substances 0.000 description 1
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09C—TREATMENT OF INORGANIC MATERIALS, OTHER THAN FIBROUS FILLERS, TO ENHANCE THEIR PIGMENTING OR FILLING PROPERTIES ; PREPARATION OF CARBON BLACK ; PREPARATION OF INORGANIC MATERIALS WHICH ARE NO SINGLE CHEMICAL COMPOUNDS AND WHICH ARE MAINLY USED AS PIGMENTS OR FILLERS
- C09C1/00—Treatment of specific inorganic materials other than fibrous fillers; Preparation of carbon black
- C09C1/44—Carbon
- C09C1/48—Carbon black
- C09C1/50—Furnace black ; Preparation thereof
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
- C01P2006/00—Physical properties of inorganic compounds
- C01P2006/12—Surface area
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
- C01P2006/00—Physical properties of inorganic compounds
- C01P2006/19—Oil-absorption capacity, e.g. DBP values
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Pigments, Carbon Blacks, Or Wood Stains (AREA)
Description
PATENTANWÄLTE I ν? 9 4 ö ? 4
DR.-iNG. VON KREISLER DR.-ING. SCHDNWALD
DR.-ING. TH. MEYER DR. FUES
Köln, den 20.9.1967 K1/Ax/Hz
125 High Street, Boston, Massachusetts 02110 (U.S.A.).
Die Erfindung "betrifft einen neuen Reaktor für die Rußerzeugung,
inabesondere einen Reaktor, mit dem "High Structure" -Ruße zur Verstärkung von Elastomeren, wie Kautschuk u.dergl.,
hergestellt werden können. Die Erfindung betrifft ferner ein neues Verfahren zur Rußherstellung.
Ein besonderer Vorteil des Reaktors sind die mit ihm erzielbaren erhöhten Geschwindigkeiten der Herstellung von Rußen
von hoher Struktur, insbesondere Rußen mit großer Oberfläche und großer Farbkraft. Mit dem erfindungsgemäßen Reaktor können
Ruße von höherer Struktur hergestellt werden, als dies mit den bekannten Reaktoren, die eine gewisse Ähnlichkeit
mit den erfindungsgemäßen Reaktoren aufweisen, möglioh ist.
Hierdurch ist es möglich, Brennstoffe, die kaum oder nicht für die Herstellung von Rußen von verhältnismäßig hoher
Struktur brauchbar sind, allgemein für die Herstellung solcher Ruße zu verwenden.
Diese Vorteile werden gemäß der Erfindung dadurch erreicht, daß eine grundlegend neue Rußreaktorkonetruktlon angewendet
wird, bei der eine Vorverbrennungezone dadurch geschaffen
wird, daß der Teil des Rußreaktori, der als Verbrennungskammer
bekannt ist, in zwei Teile, nämlich eine Vorrerbrennunge-
109808/1832
zone und eine Öleinapritzzone unterteilt wird. Die Ausbildung
des zur Unterteilung verwendeten Bauteils ist von erheblicher Bedeutung, besonders wenn er in Verbindung mit
tangentialen Gaaöffnungen als Eintritte in die Vorverbrennungskammer verwendet wird. In einem solchen Pail dient zur
Unterteilung vorteilhaft eine größere Zahl von geraden, parallelen Kanälen, die das Bestreben haben, die um die Peripherie
wirbelnden Gase in eine lineare Richtung zu bringen, d.he in stärkerem Maße parallel zur axialen Richtung des
Rußreaktors auszurichten.
Die Vorteile der Erfindung werden ferner am besten verwirklicht, wenn die Verbrennungskammer mit der Kühlkammer über
einen verhältnismäßig engen, diametral entgegengeaetzten Durchgang verbunden ist, der von einem verengenden Ring aus
feuerfestem Material eingeschlossen ist.
Die vorteilhaftesten Reaktoren gemäß der Erfindung werden erhalten, wenn die vorstehend beschriebenen neuen Öfen in
Verbindung mit Druckzerstäubungs-Ölbrennern vom bekannten Typ verwendet werden, insbesondere mit Brennern dieser Art,
die Absprühwinkel von 30 bis 75° aufweisen. Etwas größö re Winkel können wirksam bei höheren ölvorwärmtemperaturen, z.
B. Temperaturen im Bereich von 204 bis 26O0C angewendet werden*
Eine Ausführungsform der Erfindung wird nachstehend in Verbindung mit den Abbildungen beschrieben.
Fig. 1 ist ein schematischer Schnitt durch einen erfindungsgemäß
ausgebildeten typischen Ofen.
Pig, 2 zeigt schematisch eine Draufsicht auf eine Hälfte
einer Trennwand des Typs, der in einem erfindungsgemäßen Ofen besonders vorteilhaft ist·
Der Ofen 14 ist mit einer Eintritteöffnung 12 versehen, in
die der Injektor 13, der das öl unter Druck In die Kammer
zerstäubt, eingesetzt ist. Di· Wandteil· 18 des Ofene 14
109808/1632
im verengenden Ring begrenzen einen Durchgang 20, der axial auf den Ölinjektor 13 ausgerichtet ist, und durch den die
Gase in die Kühlkammer 22 strömen. Die Eintrittsöffnung 12
hat einen Durchmesser von 76 mm und der Durchgang 20 einen Durchmesser von 178 mm. Der Durchmesser der Kühlkammer beträgt
305 mm. Die seitliche Länge beträgt 381 mm bei der Kammer 16 und 229 mm beim Durchgang 20.
Die Spitze des Ölinjektors kann eine Gestalt haben, durch die die verschiedensten Sprühbilder, z.B.Hohlkegel, ausgefüllte
Kegel oder, im Falle von Brennern mit mehreren Spitzen, mehrere Sprühbilder erzeugt werden.
Der Ofen 14 enthält eine weitere Kammer 24, die nachstehend
als Vorverbrennungskammer bezeichnet wird. Der Brennstoff und die oxydierenden Gase werden durch tangentiale Öffnungen
26 in die Vorverbrennungskammer 24 eingeführt. Die tangentiale Wirbelbewegung, die den Gasen verliehen wird, hat äuPerst
wirksame Vermischung und schnelle Verbrennung zur Folge. Die Hitze aus dieser Verbrennung ist erforderlich, um die
endotherme Krackung des Ausgangsöls, das durch den Injektor 13 in die Kammer 16 gesprüht wird, in der es unter Bedingungen
unvollständiger Verbrennung in Ruß und verschiedene Nebenprodukte umgewandelt wird, zu Ruß in Gang zu halten.
Eine Zwischenwand 28, die aus feuerfestem Material oder dergleichen
hergestellt ist, trennt die Kammer 16 von der Vorverbrennungskammer 24. Die Trennwand 28 hat eine Länge von
etwa 23 cm und enthält 206 Kanäle 30, die im wesentlichen mit gleichem Abstand angeordnet sind, wie in Fig. 2 dargestellt.
Die Kanäle 30 der Trennwand 28 ermöglichen es, die turbulenten Verbrennungsprodukte, die in der Vorverbrennungskammer
24 gebildet werden, beim Eintritt in die Kammer 16 in einem geregelten LIaße in eine lineare Strömung zu bringen.
Das Ausgangsöl wird durch den Injektor 13 kontinuierlich in diese relativ lineare Strömung der Gase gesprüht. Der gesamte
Ausgangöstrom aus der Kammer 16 wird dann verengt, in-
109808/ 1632
dem er durch, den Durchgang 20 in die Kühlkammer 22 ausgestoßen
wird.
Eine Festlegung auf eine Theorie ist nicht beabsichtigt, jedoch
wird z.Z. angenommen, daß die mit dem erfindungsgemäßen.
Reaktor verbundenen Vorteile durch die Kombination ausgezeichneter Gasvermischung (als Folge des hohen Turbulenagrades
in der Vorverbrennungskammer, der eine schnelle Verbrennung des Gases ermöglicht), wobei weitgehend auf Verbrennungsprodukten
bestehende Gase gebildet werden, mit der anschließenden Ausrichtung dieser Gase in eine verhältnismäßig
lineare Strömung, in der der Auegangskohlenwasseretoff
zersetzt wird, erreicht werden· Es wird angenommen, daß die
verstärkte Trennung der Verbrennung«- und Krackreaktionen im erfindungsgemäßen Ofen ein besonderer Vorteil ist. Diese
Faktoren, insbesondere in Kombination mit der Strömung durch den verengenden Ring, dürften die ausgezeichneten Struktureigenschaften
des Rußes erklären·
Die folgenden, drei Rußherstellungsversuche veranschaulichen einige Vorteile der Erfindung· Es ist eu bemerken, daß die··
Versuche lediglich als Beispiele beschrieben werden und dit relativen Vorteile der in jedem Beispiel beschriebenen Apparatur
für die Herstellung eines bestimmten Rußtype (Handelsbezeichnung "Vulcan 6",»Vulcan 6H*und "Vulcan 5H% Hersteller
Cabot Corporation)veranschaulichen* Ähnliche Vorteile
in Bezug auf erhöhte Ausbeuten und Kautschttkverstärkungielgenechaften
können bei der Herstellung anderer Typen von
Öl-Furnace-Ruflen ersielt werden· Die Vorteile, die bei dem
im erfindungsgemäßen Reaktor hergestellten Rußen besonders
deutlich sind, sind 1) verbesserte Struktur, erkennbar an der höheren ölabsorption und der geringeren Sohrumpfung beim
Strangpressen und am höheren Modul des damit verstärkten Kautschuks, und 2) verbesserte Farbkraft des Rußes und bessere
. ^riebfestigkeit des damit verstärkten Kautschuks, Ähnliche Ofen, die nicht ein· Vorverbrennungszone enthalten»
körnen für die Herstellung solcher Ruße nicht verwendet werden.
BAD ORIGINAL 109808/ 1632
Bevor die Ausführungsbeispiele und deren Ergebnisse gebracht werden, dürfte eine Erläuterung der Eigenschaften, nach denen
die Ruße beurteilt werden, zweckmäßig sein.
Der Ausdruck "Struktur" bezieht sich auf eine primäre Eigenschaft des Rußes, die nicht gleichbleibend durch Irgendeine
Eigenschaft oder Kombination von Eigenschaften beeinflußt wird. Im allgemeinen dient der Ausdruck in der Technik zur
Bezeichnung des Grades der Zusammenlagerung der Primärpartikel eines Rußes, und diese Eigenschaft läßt sich am besten
durch Untersuchung unter dem Elektronenmikroskop feststellen. Da alle Furnace-Ruße einen gewissen Grad der Zusammenlagerung
der Primärpartikel aufweisen, werden die einzelnen Ruße je nach dem relativen Grad ihrer Zusammenlagerung als Ruße
von niedriger, normaler oder hoher Struktur eingestuft ("low, normal or high structure black"). Die Grenzlinien zwischen
den Einstufungen als Ruß von niedriger, normaler und hoher Struktur sind im allgemeinen nicht scharf gezogen. Es wurde
jedoch eine Methode entwickelt, d&§ nach Ansicht der Fachwelt
einen allgemeinen Hinweis auf die Größe der Struktur für verwandte Rußty-pen gibt. Diese Methode basiert auf der
Absorption von Dibutylphthalat (DBP) durch einen bestimmten Ruß. Die Ergebnisse dieser Untersuchungsmethode werden hier
in onr5 DBP/100 g Ruß angegeben. Die Messung der Beständigkeit
von Kautschukmischungen, die mit einem Ruß verstärkt sind, gegen Schrumpfung beim Strangpressen ist eine weitere gute
Methode, die relative Struktur des Rußes abzuschätzen.
Die durch Jodabsorption durch einen Ruß gemessene "Oberfläche" ist in erster Linie ein Maß der Porosität oder "inneren
Oberfläche" des zu prüfenden Rußes. Diese Methode wird weitgehend als Kontrolltest für die Ermittlung der Oberfläche
angewendet und ist ebenfalls allgemein bekannt. Die Methode ist schnell und einfach. Innerhalb einer gegebenen Familie
von Rußen ist die Übereinstimmung der durch Jodabsorption
und durch Stickstoffadsorption gemessenen Oberflächenwerte gut. Es gibt eine genormte Methode für diesen Jodabsorptionstest,
nämlich ASTM D 1510-60. Bei dieser Methode werden die
109808/ 1632
Ergebnisse in mg Jod angegeben, die pro Gramm Ruß absorbiert
werden.
Die Farbkraft ("tint") ist eine Eigenschaft des Rußes, die sein Färbevermögen definiert. Die Farbkraft wird zweckmäßig
gemessen, indem man 0,1000 g des zu prüfenden Rußes mit 3,000 g Zinkoxyd, z.B. dem Produkt der Handelsbezeichnung
"Florence Green Seal 8" (Hersteller New Jersey Zinc Company), mischt, das trockene Gemisch mit 1,2000 g Leinöl zu einer
Paste verreibt, mit der Paste einen Film von J58,l yu Dicke
bildet und dann die Lichtdurchlässigkeit des Films mit einem Welch-Densichron mißt. Dieses Instrument ist bekannt und
wird von W.M. Welch Manufacturing Company geliefert.
Die Abriebfestigkeit wird mit dem "Akron Standard Angle Abrader" ermittelt, der in der Technik allgemein bekannt
ist und von der Akron Standard Mold Company geliefert wird. Als Schleifstein wird ein Aloxite-Stein aus Schleifmasse
A46-O6-V-3O verwendet, der die Größenbezeichnung 6 Zoll χ
1 Zoll hat (im Handel unter der Bezeichnung "Aloxite",
Hersteller Carborundum Company). Beim Test dreht sich der Stein mit 74 UpM. Er übt eine Kraft von 8,53 auf die Probe
aus. Die zu prüfende Probe wird an der Schleifmaschinenwelle befestigt, die auf einen Winkel von 15° zur Achse des Steins
eingestellt ist. Die Ergebnisse, d.h. die Indexzahl, werden wie folgt ermittelt:
Durchschnittlicher Gewichtsverlust von 2 Scheiben *q6
Umdrehungszahl χ spezifisches Gewicht
Die Schrumpfung beim Strangpressen wurde gemessen, indem eine Probe des Gemisches dreimal nacheinander durch eine
4,763 mm weite Öffnung einer Strangpresse gepresst wurde,
die eine 30*2 mm-Schnecke hatte. Die Drehzahl der Schnecke
beträgt normalerweise 60 UpM. Die für diesen Test verwendete Strangpresse wird als Royle Nr. 1/2 bezeichnet. Die
Schrumpfung beim Strangpressen ist ein Maß der radialen Quellung der Kautschukprobe beim Durchgang durch die Spritzdüse
109808/1632
der Strangpresse bei einer Temperatur der Mischung von
76,70C und einer Temperatur der Düse von 68,3°C.
Für die Vorrichtung und das Verfahren gemäß der Erfindung eignen sich die Kohlenwasserstoffe, die allgemein für die
Herstellung von Furnaoe-Rußen verwendet werden. Die Fähigkeit
des erfindungsgemäßen Ofens, gute Ruße aus schwer verwertbaren
Ölen herzustellen, wird durch die folgende Analyse veranschaulicht, die repräsentativ für den Typ des verhältnismäßig
geringwertigen Teere ist, der bei den Versuchen ver wendet wurde, die in den Aueführungsbeispielen beschrieben
werden«
API-Gravity 0,0
Saybolt Viskosität, Sek.
b«i 54,4°C 321
bei 98,9 0 55
Asphaltene 0,2jC
In Benzol unlösliche Beetandteil· 0,000
Wasserstoff 8,11?C
Kohlenstoff 88,81^
H/C-Verhältnie 1,088
Schwefel 1,88ji
Asch· 0,002^
Natrium, ppm 0,3
Kalium, ppp 0,1
Trennung an Silioagel
Aromaten 90,1?S
gesättigt· Kohlenwasserstoffe 9,9>
Gaschromet©graphische Destillation _
50?*-Siedepunkt 433 C
BMCI
Dieser Brennstoff ist im Handel unter der Bezeichnung "Mobil 0».
Die folgenden Beispiele beschreiben die Herstellung eines ISAF-HM-Rußes (Handelsbezeichnung «Vulcan 6»), eines ISAi1-HS-Rußes
(Handelebezeichnung MVulcan 6H") und eines Rußes der
Handelsbezeichnung "Vulcan 5H". Sämtliche Ruße werden durch
109808/1632
die Anmelderin hergestellt.
Beispiel 1
Dieses Beispiel beschreibt die Herstellung des ISAF-HM-Rußee·
Stündlich wurden 2512 m^ Luft und 127 m^ Gase der Verbrennungsreaktion zugeführt· Diese Gase wurden durch die tangentialen Eintrittsöffnungen 26 in die Vorverbrennungskammer 24
eingeführt. Weitere 208,4 m? luft wurden stündlich kontinuierlich ringförmig um den Ölinjektor und am Zerstäubungskopf
vorbei eingeführt.
Mit einer Ö'leinspritzdüse, die die Handelsbezeichnung
"Sprayoo 2124" und einen Sprühwinkel von 30° hat, wurden
stündlich 715,4 1 Ausgangsöl in die Kammer 16 eingeführt·
Das Öl wurde der Düse unter einem Druck von 6,3 kg/ca eugtführt und war auf 1490C vorgewärmt.
Die Eußausbeute bei diesem Versuch betrug 0,491 &g/l de» verwendeten Ausgangsöls« Das Produkt wird als Ruß Nr · 1 bezeichnet. Seine Analysenwerte und die mit ihm erzielten Eigenschaften von Kautschuk sind nachstehend in den Tabellen I und
II genannt«
Dieses Beispiel besehreibt die Herstellung eines ISAJ-HS-Rußes. Stündlich wurden 2509 ar Luft und 127 ar Gast der Verbrennung zugeführt. Diese Gase traten durch die tangentialen.
Eintrittsöffnungen 26 in die Vorverbrennungskammer ein· Wei
tere 208,4 nr Luft wurden stündlich kontinuierlich ringförmig
um das Ölrohr und am Kopf der Ölspritztfise vorbei zugeführt.
Durch eine ulspritzdüse, die die Handelsbezeichnung SS.16 und
einen ^rühwinkel von 45° hat, wurden stündlich 704 1 Ausgangaöl
in die Kammer 16 eingeführt. Das ί'Ί wurde der Düse
unter einen: !Druck von 4,34 kg/cm züge-CUhrt. Das Öl war auf
149°C vorgewärmt.
109008/16 32 BAD ORIGINAL
Die Rußausbeute bei diesem Versuch "betrug 0,503 kg/l Ausgangsöl.
Dieses Produkt wird als Ruß Nr. 2 bezeichnet. Seine Analysenwerte und die Eigenschaften des mit ihm gefüllten
Kautschuks sind nachstehend in den Tabellen I und II genannt.
Dieses Beispiel beschreibt die Herstellung des Rußes "Vulcan
5H".
In die Verbrennungsreaktion wurden stündlich 2512 m Luft
und 127 rar Gase eingeführt. Diese Gase traten durch die tangentialen
Eintrittaöffnungen 26 in die Vorverbrennungskammer 24 ein ο Weitere 208 τα~ Luft wurden kontinuierlich eingeführt.
Mit einer Öleinspritzdüse, die die Handelsbezeichnung SS-16
und einen Sprühwinkel von 45° hat, wurden stündlich 893 1 Ausgangsöl in die Kammer 16 eingeführt. Dieses Öl wurde der
Düse unter einem Druck von 7 kg/cm zugefü-hrt und war auf 1490Q vorgewärmt.
Die Rußausbeute betrug bei diesem Versuch 0,491 kg/l Auagangaölo
Das Produkt wird als Ruß Hr. 3 bezeichnet« Seine Analysenwerte und die Eigenschaften des mit ihm gefüllten
Kautschuks sind nachstehend in den Tabellen I und II genannt.
Analysenwerte der hergestellten Ruße:
ffarbkraft DBPA-Absorption Oberfläche m /g
Ruß Hr. 1 237 124 103
245 134 103
Im i;re 3 229 138 86
Bit 1; ι-roeile II genannten Kautschukzusammensetzungen N und
3 ι·-λ genormte Zusammensetzungen von Naturkautschuk- und
iiuh.;ΐΙ<.v.;t.jchukmischuhgen· Diese Mischungen haben die folgende
BAD ORIGINAL 109808/1632
| Zusammensetzung | N | Zusammensetzung | S |
| Bestandteile | Teile | Bestandteile | Teile |
| Nat urkauts ch.uk | 100,00 | SBR-1500 | 100,00 |
| Stearinsäure | 3,00 | Stearinsäure | 1,50 |
| Zinkoxyd | 5,00 | Zinkoxyd | 5,00 |
| MBTS* | 0,60 | MBTS* | 2,00 |
| Schwefel | 2,50 | Schwefel | 2,00 |
| Ruß | 50,00 | Ruß | 50,00 |
* MBTS * Benzothiazondisulfid«
Nach der Vulkanisation wurden verschiedene Eigenschaften der rußverstärkten Mischungen gem«stftn· Die Ergebnisse sind
in Tabelle II genannt, wo alle Werte als Prozentsatz des üblichen Wertes angegeben sind, der mit einem ISAE-Standardvergleichsruß
erzielt wird.
Tabelle II
Eigenschaften der Kautschukvulkanisate
Zugfestigkeit , 30 Min« 300?i-Modul
Abriebfestigkeit
Zugfestigkeit, 50 Min.
300#-Modul Schrumpfung beim Strang-
103 99 101 113 118 120
94 101 114
104 97 114 107 112 119
90 38,5
101,6 pressen
Der Fachmann wird erkennen, daß die vorstehend beschriebenen.
Ruße solche Eigenschaften haben, daß sie nicht mit annehmbaren Produktionsgeschwindigkeiten mit ähnlichen bekannten
Reaktoren, denen die mit Kanälen durchzogene Trennwand zwisehen
Vorverbrennungskammer und öleinspritzkammer fehlt, hergestellt
werden könnten.
BAD ORIGINAL
109808/1632
Claims (5)
1) Reaktor zur Herstellung von Ruß, bestehend aus einer Verbrennungskammer, einem axial angeordneten Injektor für die
Zuführung von öl in die Verbrennungskammer, einer Kühlkammer und einem engen axialen Durchgang zwischen Verbrennungsund Kühlkammer, gekennzeichnet durch
a) eine Vorverbrennungszone,
b) Anordnungen zur tangentlalen Einführung der Reaktanten In die Vorverbrennungszone und
c) eine Trennwand zwischen Vorverbrennungszone und Verbrennungskammer, die eine Vielzahl gerader, im wesentlicher
paralleler Durchlässe aufweist·
2) Reaktor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die
Durchlässe im wesentlichen parallel und symmetrisch zu dem ölinjektor angeordnet sind.
j5) Reaktor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der
ölinjektor eine Druckzerstäubungsdüse enthält.
4) Verfahren zur Herstellung von Ruß hoher Struktur durch Einführung von Kohlenwasserstoffölen durch ein axiales Injektorrohr in eine Gasmasse von hoher Temperatur und Kracken
des Öls zu Ruß beim Durchfluß des Gemische durch eiif?axial
angeordneten engen Durchgang in eine Kühlzone, dadurch ge kennzeichnet, daß man die Gasmasse hoher Temperatur durch
a) tangentiale Einführung eines verbrennbaren Reaktanten und eines Oxydationsmittels in eine zylindrische Vorverbrennungszone
und
b) Sammeln der resultierenden turbulenten Verbrennungsgase
und Durchleiten durch gerade öffnungen, die oberhalb der
Insektorspitae von allen Seiten das Injektorrohr umgeben,
herstell*-,
1 0 9 8 U 8 / i S 3 2 . BAD ORIGINAL
5) Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß man das Kohlenwasserstofföl vor Erhitzen und von der Spitze des
Injektorrohrs in Form eines Zerstäubungskegels mit einem Absprühwinkel von jJO bis 75° versprüht.
109808/1632
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US58337966A | 1966-09-30 | 1966-09-30 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE1592854A1 true DE1592854A1 (de) | 1971-02-18 |
Family
ID=24332878
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DE19671592854 Pending DE1592854A1 (de) | 1966-09-30 | 1967-09-28 | Reaktor und Verfahren zur Russherstellung |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US3420631A (de) |
| DE (1) | DE1592854A1 (de) |
| GB (1) | GB1185052A (de) |
Families Citing this family (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| AR205159A1 (es) * | 1973-04-02 | 1976-04-12 | Cabot Corp | Producto de negro de humo del tipo de horno composiciones que lo contienen y procedimiento para preparar estas |
| US4320090A (en) * | 1977-11-21 | 1982-03-16 | Phillips Petroleum Company | Apparatus for producing a high DPG carbon black |
| US4402929A (en) * | 1980-02-05 | 1983-09-06 | Phillips Petroleum Company | Method for producing a high DPG carbon black |
| CN102414511B (zh) * | 2009-02-26 | 2014-09-24 | 帕尔默实验室有限责任公司 | 在高温高压下燃烧燃料的设备和方法及相关系统和装置 |
| US9068743B2 (en) * | 2009-02-26 | 2015-06-30 | 8 Rivers Capital, LLC & Palmer Labs, LLC | Apparatus for combusting a fuel at high pressure and high temperature, and associated system |
| US8986002B2 (en) * | 2009-02-26 | 2015-03-24 | 8 Rivers Capital, Llc | Apparatus for combusting a fuel at high pressure and high temperature, and associated system |
| AU2018229961B2 (en) | 2017-03-07 | 2023-11-02 | 8 Rivers Capital, Llc | System and method for operation of a flexible fuel combustor for a gas turbine |
| WO2018162995A1 (en) | 2017-03-07 | 2018-09-13 | 8 Rivers Capital, Llc | System and method for combustion of solid fuels and derivatives thereof |
| AU2019308815B2 (en) | 2018-07-23 | 2024-12-19 | 8 Rivers Capital, Llc | System and method for power generation with flameless combustion |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US2865717A (en) * | 1956-05-07 | 1958-12-23 | Phillips Petroleum Co | Furnace carbon black process and apparatus |
| US2976127A (en) * | 1958-12-01 | 1961-03-21 | Continental Carbon Co | Apparatus for making carbon black |
| US3071443A (en) * | 1961-09-15 | 1963-01-01 | Columbian Carbon | Manufacture of carbon black |
-
1966
- 1966-09-30 US US583379A patent/US3420631A/en not_active Expired - Lifetime
-
1967
- 1967-09-13 GB GB41692/67A patent/GB1185052A/en not_active Expired
- 1967-09-28 DE DE19671592854 patent/DE1592854A1/de active Pending
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US3420631A (en) | 1969-01-07 |
| GB1185052A (en) | 1970-03-18 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| DE1592852C3 (de) | Vorrichtung zur RuBerzeugung | |
| DE2507021C3 (de) | Verfahren zur Herstellung von RuB | |
| DE976236C (de) | Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von Russ | |
| DE3217766C2 (de) | ||
| DE2540715C3 (de) | Verfahren zur Herstellung von Furnace-Russen mit erhöhten Strukturcharakteristika | |
| EP0754735A2 (de) | Furnacerusse und Verfahren zu ihrer Herstellung | |
| DE1642988A1 (de) | Verfahren zur Herstellung von pyrogenen Feststoffen,insbesondere von Russ,und Vorrichtung zur Durchfuehrung des Verfahrens | |
| DE3820359A1 (de) | Verfahren zur herstellung von russ | |
| DE2530371A1 (de) | Verfahren und vorrichtung zur herstellung von russ | |
| DE2729400C3 (de) | Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen von RuB | |
| DE1592854A1 (de) | Reaktor und Verfahren zur Russherstellung | |
| DE3026712C2 (de) | Herstellung von Ofenruß | |
| EP0694591B1 (de) | Russreaktor und Verfahren zur Herstellung von Ofenruss | |
| DE19839925A1 (de) | Verbesserte Inversionsruße und Verfahren zu ihrer Herstellung | |
| DE3443872C2 (de) | ||
| DE1592850A1 (de) | Russherstellung und Vorrichtung zur Durchfuehrung des Verfahrens | |
| DE1211736B (de) | Herstellung von Russ | |
| DE2726183C3 (de) | Mehrstufiges Verfahren zur Herstellung von Furnace-Rußen | |
| DE3443978C2 (de) | ||
| DE1592938C2 (de) | Verfahren und Vorrichtung zur Erzeugung von Ruß | |
| DE69409838T3 (de) | Russ | |
| DE1027347B (de) | Verfahren zur Herstellung von Ofenruss | |
| DE3841285A1 (de) | Verfahren zur herstellung von russ | |
| DD114422B3 (de) | Ofengasrussprodukt | |
| DE1935007A1 (de) | Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von Acetylen durch partielle Verbrennung von Kohlenwasserstoffen |