(工艺技术)炭黑的工艺
炭黑
black carbon
煤、石油、生物质燃料等不完全燃烧后所形成的细小颗粒。炭黑进入大气后，能吸收太阳光，减少到达地面的太阳辐射。
生态学（一级学科）；全球生态学（二级学科）
烃类在严格控制的工艺条件下经气相不完全燃烧或热解而成的黑色粉末状物质。其成分主要是元素碳，并含有少量氧、氢和硫等。炭黑粒子近似球形，粒径介于10～500μm 间。许多粒子常熔结或聚结成三维键枝状或纤维状聚集体。在橡胶加工中，通过混炼加入橡胶中作补强剂（见增强材料）和填料。炭黑是最古老的工业产品之一。
炭黑
烃类在严格控制的工艺条件下经气相不完全燃烧或热解而成的黑色粉末状物质。其成分主要是元素碳，并含有少量氧、氢和硫等。炭黑粒子近似球形，粒径介于10～500μm 间。许多粒子常熔结或聚结成三维键枝状或纤维状聚集体。在橡胶加工中，通过混炼加入橡胶中作补强剂（见增强材料）和填料。炭黑是最古老的工业产品之一。早在公元前，中国就用植物油不完全燃烧制取颜料炭黑。1872年，美国首先以天然气为原料用槽法生产炭黑。当时，炭黑也仍主要用作着色剂。1912年S.C.莫特发现炭黑对橡胶的补强作用之后，炭黑工业才迅速发展起来。20世纪20年代，又出现了以天然气为原料的气炉黑和热裂黑，R.D.斯诺于1937年开始研究高效的炭黑生产方法。后来，J.C.克雷奇致力于从液态烃生产炭黑，开发了油炉法工艺。1941年，试产出第一批油炉黑。1943年，世界上第一座工业化规模的油炉黑工厂在美国投产。当今，油炉法是效率最高、经济效益最好的炭黑生产方法。油炉黑的产量已占炭黑总量的70%～90%。
生产方法
主要有炉法、槽法、热裂法三种。
炉法
炭黑
由天然气或高芳烃油料在反应炉中经不完全燃烧或热解生成炭黑，此种炭黑称为炉黑，是炭黑品种中产量最大、品种最多的一类。炉黑与槽黑及热裂黑的显著区别是，其粒子的熔结或聚结程度可根据不同用途来调节。所以,同一粒径范围的炉黑,又分为若干不同结构的衍生品种。另外，炉黑的含氧量通常比槽黑低（少于1%），表面呈中性或弱碱性。炉黑生产的特点是，燃料在反应炉中燃烧，提供原料裂解所需的热量。燃烧和裂解过程同时发生。根据所用原料形态的不同，炉黑生产可分为气炉法和油炉法两种。气炉法所用原料和燃料均是天然气。油炉法的燃料可以是天然气、焦炉气，也可以是液态烃，原料则选用高芳烃油料，如乙烯焦油和蒽油等。在炉黑生产工艺流程（见图）中，反应炉是核心设备。生产不同品种的炉黑需采用不同结构尺寸的反应炉。空气和燃料在反应炉中燃烧，原料经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。烟气经急冷后送空气预热器、油预热器进一步降温，最后送入袋滤器，分离出的炭黑送到造粒机中造粒，然后在干燥机中干燥。
槽法
以天然气为主要原料，以槽钢为火焰接触面而生产炭黑，此种炭黑称为槽黑。与炉黑及热裂黑相比，其粒子较细而比表面积较大。同时，由于采用特定的生产方式，其表面受到氧化，含有较多的含氧官能团而呈酸性。这类炭黑粒子的聚结程度较低。因含有较多的含氧官能团，可延缓橡胶的硫化速度，提高聚烯烃的耐候性以及赋予油墨良好的流动性和印刷性能。
热裂法
以天然气、焦炉气或重质液态烃为原料，在无氧、无焰的情况下，经高温热解生成炭黑，称为热裂黑。它是炭黑品种中比表面积最低的一类，基本上以单个球形粒子存在,不熔结或聚结成聚集体,其表面含氧量亦很少(0.1%～0.3%)。热裂黑主要有三个品种：中热裂黑、不污染的中热裂黑和细热裂黑。中热裂黑的氮吸附比表面积为6～10m2/g，细热裂黑则为10～15m2g。
炭黑的生产工艺
一、炭黑的主要生产原料
煤焦油，乙烯焦油，蒽油，天然气，高炉煤气等等。
一、炭黑的生产工艺
炭黑的生产工艺有炉法、喷雾法、灯烟法、槽法、滚筒法、混气法、热裂法、乙炔法和等离子体法，其中炉法、喷雾法、灯烟法、槽法、滚筒法、混气法为不完全燃烧法，热裂法、乙炔法和等离子体法为热裂解法。目前灯烟法炭黑主要用作涂料着色剂，滚筒法和混气法炭黑主要用于油漆和油墨用色素炭黑，乙炔法炭黑主要用于干电池生产，其他生产工艺方法均在生产橡胶用炭黑中应用。
三、橡胶用炭黑的主要生产工艺
1. 炉法
炉法是在反应炉内，原料烃(液态烃、气态烃或其混合物)与适量空气形成密闭湍流系统，通过部分原料烃与空气燃烧产生高温使另一部分原料烃裂解生成炭黑，然后将悬浮在烟气中的炭黑冷却、过滤、收集、造粒成成品炭黑的方法。其中，以气态烃(天然气或煤层气)为主要原料的制造方法称为气炉法(主要产品为软质炭黑)，以液态烃(芳烃重油，包括催化裂化澄清油、乙烯焦油、煤焦油馏出物等)为主要原料的制造方法称为油炉法。
油炉法由于具有工艺调节方法多、热能利用率高、能耗小及成本低等特点，已成为主要的炭黑制造方法。与油炉法相比，气炉法的原料消耗量和综合能耗较大，在天然气涨价后，其主要产品已被油炉法产品取代。然而在天然气廉价的地区，制造气炉法炭黑仍然有利，且气炉法炭黑还在很多橡胶制品中应用。目前我国气炉法炭黑年产量为3万～4万吨。
2. 喷雾法
喷雾法的原料油是从反应炉的上游端用机械雾化喷嘴喷入的，这种制造方法由前苏联开发。喷雾炭黑具有粒子大、结构极高、填充胶料强度中等和永久变形很小的特点，特别适用于橡胶密封制品。目前我国喷雾炭黑年产量为几千吨。
3. 槽法
槽法是在自然通风的火房内，天然气或煤层气通过数以千计的瓷质火嘴与空气进行不完全燃烧而形成鱼尾形扩散火焰，通过火焰还原层与缓慢往复运动的槽钢接触使裂解生成的炭黑沉积在槽钢表面，然后由漏斗上的刮刀将炭黑刮入漏斗内，经螺旋输送器输出、造粒而制成成品炭黑的方法。槽法炭黑补强性能优异，特别适用于NR，曾在橡胶工业中大量应用。但由于原料气涨价及生产造成的环境污染问题严重，其已在2O世纪7O年代基本停产。但槽法炭黑是唯一可用于与食品接触的橡胶用炭黑品种，目前在亚美尼亚还有一家工厂生产。
4. 热裂法
热裂法是一种不连续的炭黑制造方法，每条生产线设置2个内衬耐火材料的反应炉。生产时，先在一个反应炉内通入天然气和空气并燃烧，待反应炉达到一定温度后停止通入空气，使天然气在隔绝空气的条件下热裂解生成炭黑。在该反应炉进行裂解反应时另一个反
应炉开始燃烧。每个反应炉均在完成裂解反应且温度降到一定程度后再燃烧加热，如此循环生产。生产出的炭黑与烟气一起冷却，然后将收集到的炭黑进行造粒处理。
热裂法炭黑是粒子最大、结构最低的炭黑品种。热裂法炭黑填充的胶料强伸性能较低，但弹性高、硬度和生热低、电导率小，且热裂法炭黑的填充量大，其适用于轨枕垫等要求弹性高、生热低和绝缘性能好的橡胶制品。另外，热裂法炭黑的碳含量大和纯度高，可用于硬质合金、碳素制品的生产。
5.等离子体法
等离子体法是用等离子体发生器加热反应炉，使其达到极高温度来裂解原料烃(气态烃、液态烃或固态烃)以连续生产炭黑的方法。该法具有以下优点：
·不用原料和燃料加热反应炉，原料烃的利用率高，且可以使用芳烃含量不高的油，能缓解燃料和原料短缺的问题。
·裂解产生的氢气可作化工原料或汽车清洁燃料。
·不产生和排放一氧化碳、二氧化碳、二氧化硫、一氧化氮和二氧化氮等有害废气，有利于环境保护。
·裂解反应生成的尾气少，可以降低炭黑收集系统的投资和运转费用。
·反应炉可达到的温度高且范围宽，有利于产品的多样化。
但等离子体法生成炭黑的氛围和产品性质与常规方法相差较大，此法尚处于研发阶段。目前已开发出氮吸附比表面积为52×103～
9O×1O3m2·kg-1、DBP吸收值为90×10-5～250×10-5m3·kg-1、表面没有孔隙且填充胶料物理性能接近常规炭黑的等离子体法炭黑。等离子体法有可能成为炭黑制造的主要方法
白炭黑 二氧化硅的制作方法
制备白炭黑的传统方法是利用硅酸钠、四氯化硅、正硅酸乙酯做硅源，除硅酸钠以外，其它成本都很高。新方法采用廉价的非金属矿作为硅源，大大降低了白炭黑的生产成本。 [1]传统方法 （1）气相法 主要为化学气相沉积（CAV）法，又称热解法、干法或燃烧法。其原料一般为四氯化硅、氧气（或空气）和氢气，高温下反应而成。反应式为： SiCl4+ 2H2+ O2—>SiO2+4HCl 空气和氢气分别经过加压、分离、冷却脱水、硅胶干燥、除尘过滤后送入合成水解炉。将四氯化硅原料送至精馏塔精馏后，在蒸发器中加热蒸发，并以干燥、过滤后的空气为载体，送至合成水解炉。四氯化硅在高温下气化（火焰温度1000~1800℃）后，与一定量的氢和氧（或空气）在1800℃左右的高温下进行气相水解；此时生成的气相二氧化硅颗粒极细，与气体形成气溶胶，不易捕集，故使其先在聚集器中聚集成较大颗粒，然后经旋风分离器收集，再送入脱酸炉，用含氮空气吹洗气相二氧化硅至PH值为4～6即为成品。 德国迪高沙（Degussa）公司和美国卡伯特（Cabot）公司的气相法生产技术全球领先。他们的生产装置规模大，自动化程度高，产品成本低，牌号（尤其是应用于特殊领域的功能性专用产品牌号）多，品质好，如表面积分布均匀、含水量低。我国沈阳化工股份有限公司及上海氯碱化工股份有限公司也采用气相法生产，但在生产规模、生产技术、自动化程度及产品牌号等方面远不及国外大公司。广州吉必盛科技实业有限公司是国内产量最大，牌号最全，技术最先进的气相二氧化硅供应商，是气相二氧化硅国家标准GB20020-2005负责起 草单位。 （2）沉淀法 沉淀法又叫硅酸钠酸化法，采用水玻璃溶液与酸反应，经沉淀、过滤、洗涤、干燥和煅烧而得到白炭黑。反应式为： Na2SiO3 + 2H+ —> 白炭黑+ 2Na+ + H20 国内大部分生产企业采用沉淀法。 新方法 新方法主要以非金属矿及其延伸物为硅源，采用沉淀法制备白炭黑。其技术关键是将结晶的二氧化硅和硅酸盐转变成非晶态二氧化硅。原料主要有硅灰石、蛋白石、埃洛石、橄榄石、蛇蚊石、高岭土、硬质高岭土、煤矸石、粉煤灰等。 着重介绍以高岭土或硬质高岭土、煤矸石或粉煤灰为原料制备白炭黑的工艺技术。 （1）以高岭土或硬质高岭土为原料
炭黑行业准入条件
炭黑行业准入条件（公示稿） 一、炭黑准入条件的适用范围 1.1总则 为促进炭黑行业产业结构优化升级，促进行业节能减排，安全生产，保护环境，使其科学规划，合理布局，减少资源浪费，实现炭黑行业可持续发展，特制定本准入条件。 1.2适用范围 本准入条件适用于以烃类化合物（气态或液态）为生产原料使用不完全燃烧裂解法生产橡胶用炭黑的企业。 二、安全生产 用于上述炭黑生产的装置必须符合《建筑设计防火规范》 ( GB50016 ) 、《石油化工企业设计防火规范》（GB50160）、《爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范》（GB50058-）、《防止静电事故通用导则》（GB12158）、《工业企业煤气安全规程》 （GB6222）《危险化学品重大危险源辨识》（GB18218-2009）、《危险化学品建设项目安全许可实施办法（国家安监总局令第8号）》等安全生产规范的要求。 三、环境保护 本“准入条件”所涉及的环境保护有关国家标准均为现行标准，在国家颁布相关环境保护新的排放标准之后，本“准入条件”按新的国家标准执行。 3.1炭黑生产企业应严格执行《环境空气质量标准》（GB3095）《工业企业厂界环境噪声排放标准》（GB12348）和相关固体废物污染控制标准、及相关危险废物鉴别方法标准的有关要求。
3.2炭黑生产的工艺尾气不得直接向大气排放。须经过再次处理消除有毒有害成分，充分回收利用工艺尾气中的可燃成分和热能。炭黑生产装置所能排放的工业废气必须满足处理工艺尾气所利用的不同生产配套装置（例如燃气锅炉，干燥器等）的处理后的废气排放要求。（如炭黑产品干燥器燃烧后的废气排放应满足《大气污染物综合排放标准》（GB16297）相关规定），如果装置所在地有另行规定标准，还须满足所在地有关规定标准。 3.2.1利用炭黑生产的工艺尾气作为炭黑尾气锅炉燃料时，燃烧后的废气排放应满足《锅炉大气污染物排放标准》（GB13271）相关规定。执行锅炉污染物排放标准时，根据生产炭黑采用的不同原料，应分别满足： 以气相烃类化合物为主要原料生产炭黑时，炭黑尾气锅炉的废气排放应满足燃气锅炉排放要求 以液态烃类化合物（或气液混合）为原料生产炭黑时，炭黑尾气锅炉的废气排放应满足燃油锅炉排放要求 如果装置所在地有对锅炉的废气另行规定有排放标准，还须满足所在地有关规定标准。 3.2.2作为炭黑生产的副产品直接外供的炭黑工艺尾气，应根据用户的要求进行相应的无污染、无害化处理。 3.3炭黑生产企业必须配套建设污水处理装置，实行雨污分流。炭黑生产企业界区内所产生的污水，必须经处理达到国家、企业所在地排放标准方可对外排放。 3.4新建炭黑生产装置系统必须采用先进的工业废气污染防治技术对向大气排放的工业废气进行有效的脱硫、脱硝、除尘处理。并配
白炭黑的分散性(非常好)
前言 白炭黑是橡胶工业重要的补强材料,因其微观结构和聚集体形态和炭黑类似,并在橡胶中有相近的补强性能,故被称为白炭黑。白炭黑按照其生产方法可分为两类,即沉淀法白炭黑和气相法白炭黑。沉淀法白炭黑作为橡胶补强原材料,主要用于轮胎、鞋类、和其它浅色橡胶制品。本文只讨论沉淀法白炭黑(以下简称为白炭黑)。在轮胎行业中,过去白炭黑主要用于子午线轮胎的带束层,以增强钢丝和橡胶的粘合性。也有些轮胎企业将白炭黑用于子午线载重轮胎胎面,以提高胎面的抗刺扎和抗崩花性,其用量较少,一般为10～15份。近15年来,由于欧洲和北美对环保和节能的要求日益严格,将白炭黑用于轮胎胎面,可以显著降低轮胎的滚动阻力,同时能保持较好的抗冰滑性和抗湿滑性,其耐磨性仅有稍许降低。1992年,米其林公司率先制造出全用白炭黑的“绿色轮胎”,其滚动阻力较一般轮胎降低约30%,节油及减少汽车废气效果显著。但是由于传统白炭黑品种的分散性不好,配用白炭黑的胎面胶,虽然滚动阻力比配用炭黑的低,但其耐磨性能却比配用炭黑的差得多。 为了适应绿色轮胎快速发展对白炭黑的要求,国外几家主要制造商都已经生产供应、并仍在进一步研究开发分散性较好的白炭黑产品,目前白炭黑已经发展了以下三代产品: 1.第一代是传统的或被称为“标准”的白炭黑品种; 2.第二代被称为“高分散性白炭黑”(ＨｉｇｈＤｉｓｐｅｒｓｉｂｌｅＳｉｌｉｃａ,简称ＨＤＳ)和“易分散性白炭黑”(ＥａｓｙＤｉｓ
ｐｅｒｓｉｂｌｅＳｉｌｉｃａ,简称ＥＤＳ)。高分散性白炭黑是一种具有较高分散性,且无粉尘的白炭黑产品,适用于绿色轮胎。易分散性白炭黑是90年代中期开发的一种性能介于ＨＤＳ和传统白炭黑之间的产品,其价格较ＨＤＳ低,是一种性能价格比较高的替代ＨＤＳ的产品。表1为国外主要的、已经商品化的ＨＤＳ和ＥＤＳ品种。 在轮胎用胶料中,如果采用ＨＤＳ和ＥＤＳ可以获得较高的拉伸强度、撕裂强度、定伸应力、扯断伸长率。采用ＨＤＳ还可以改善胶料加工性能和耐磨性,从而可以得到较好的轮胎综合性能。在乘用轮胎的胶料中,如果采用ＨＤＳ,除有明显的性能改进外,其成本也可降低。 3.第三代被称为“独特结构的高分散性白炭黑”,其分散性和补强性更好,目前处于研究开发或推广应用阶段。也有人称第三代产品为“高分散性白炭黑”而将第二代产品统称为“易分散性白炭黑”或者“半分散性白炭黑”。 为了研究开发或应用好高分散性白炭黑,必须首先了解如何检测白炭黑的分散性,了解白炭黑的微观结构和理化性能,及其对白炭黑的分散性和在橡胶中的补强性能的影响。在此基础上才能做好高分散性白
炭黑的基本常识
炭黑的基本常识 一，什么是炭黑？ 产品分册：“碳黑是碳（主要为石油衍生物）经过不完全燃烧形成的精细粉末状的准石墨结构物质，表观呈纯黑色粉或者粒状。碳黑（无机颜料）不溶于水；有酸碱性之分，燃烧后产生二氧化碳。碳黑的主要成分是碳，同时包含微量氢，氧，硫（含硫量），灰份（灰分），焦油（甲苯透光率）和水份（加热减量）。” 为了准确把握这一概念，可参看下图和所附电镜照片： 碳元素——→准石墨结构——→聚集体——→附聚体——→粒状炭黑 （原粉）生 （一次结构）（二次结构） ←（纳米 nm ）∣（微米μm ）→ 依靠范德华力（分子间作用力），一次结构的炭黑聚集体会附聚成附聚体（又称二次结构）。在涂料、油墨或塑胶中，在外力的作用下，炭黑的二次结构变成一次结构，分布在体系中。 而粒状炭黑是为了满足储存、运输、防止污染的需要，经过湿法或干法造粒而生成的粒径更大的炭黑颗粒。 二．什么是颜料碳黑？ 据2005年统计数据显示，碳黑的全球年产量接近800万吨，其中90%以上为橡胶碳黑，用于橡胶补强用途和汽车轮胎；只有大约10%作为色素用于油墨，塑胶和涂料，称为颜料碳黑（pigment carbon black），色素碳黑(coloring carbon black)或者特种碳黑(special carbon black)。最稳定的颜料：有很好的耐热性，耐化学性和耐光性。 三．碳黑的用途 炭黑具有优良的着色(coloring)、导电(conductive)或抗静电(antistatic)以及紫外线吸收(UV absorption)的功能，因此炭黑可以作为橡胶(rubber) ，轮胎（tyre）等工业中的填充剂，涂料、油墨、塑料、化纤、皮革等工业的着色剂，以及导电剂、抗静电剂、紫外光屏蔽剂等被广泛应用。 四，碳黑技术工艺（生产方法） 全球碳黑生产工艺一般为炉法、接触法（主要为槽法和无槽气法）和热解法。我们正在使用的是最重要也是最常用的生产工艺--炉法和气法。 所谓炉法(油炉法和气炉法)就是在密闭的反应炉中，将液烃原料（一般是煤焦油）喷射到燃烧的热空气和天然气中，在高温下经热氧化而分解，所生成碳黑的性能可以通过猝熄火焰来控制。然后，使用过滤系统把产成的颜料碳黑从气烟中分离出来。炉法的特点是原材料的选择范围很广，且生产出的碳黑的性能多种多样。产品一般为碱性。得率高，一般均是万吨级。举例著名的炭黑生产商（国际，国内） 而气法即无槽气法，是从槽法改进而来的生产工艺。槽法是将固态烃（粗蒽）或液态烃（蒽油）经气化釜气化后，和可
炭黑生产方法
炭黑 烃类在严格控制的工艺条件下经气相不完全燃烧或热解而成的黑色粉末状物质。其成分主要是元素碳，并含有少量氧、氢和硫等。炭黑粒子近似球形，粒径介于10～500μm 间。在橡胶加工中，通过混炼加入橡胶中作补强剂和填料。 生产方法主要有主要有炉法、槽法、热裂法三种。 1、炉法：由天然气或高芳烃油料在反应炉中经不完全燃烧或热解生成炭黑，此种炭黑称为炉黑，是炭黑品种中产量最大、品种最多的一类。炉黑与槽黑及热裂黑的显著区别是，其粒子的熔结或聚结程度可根据不同用途来调节。炉黑生产的特点是，燃料在反应炉中燃烧，提供原料裂解所需的热量。燃烧和裂解过程同时发生。根据所用原料形态的不同，炉黑生产可分为气炉法和油炉法两种。气炉法所用原料和燃料均是天然气。油炉法的燃料可以是天然气、焦炉气，也可以是液态烃，原料则选用高芳烃油料。 2、槽法：以天然气为主要原料，以槽钢为火焰接触面而生产炭黑，此种炭黑称为槽黑。与炉黑及热裂黑相比，其粒子较细而比表面积较大。由于其表面受到氧化，含有较多的含氧官能团而呈酸性，可延缓橡胶的硫化速度，提高聚烯烃的耐候性以及赋予油墨良好的流动性和印刷性能。 3、热裂法：以天然气、焦炉气或重质液态烃为原料，在无氧、无焰的情况下，经高温热解生成炭黑，称为热裂黑。它是炭黑品种中比表面积最低的一类，基本上以单个球形粒子存在,不熔结或聚结成聚集体,其表面含氧量亦很少。 炭黑主要用作橡胶的补强剂和填料，其消耗量约为橡胶消耗量的一半，橡胶用炭黑占炭黑总量的94%，其中约60%用于轮胎制造。此外，也用作油墨、涂料和塑料的着色剂以及塑料制品的紫外光屏蔽剂。在许多其他制品中，如电极、干电池、电阻器、炸药、化妆品及抛光膏中，它也是重要的助剂。 炭黑主要用于橡胶制品，炭黑的粒径越细，起补强性能越优越；炭黑结构度越高，其定伸应力及模量越高。细粒径的补强性品种主要应用于轮胎胎面，赋予轮胎优良的耐磨性能。
二氧化硅的工业化生产
二氧化硅的工业化生产 1.1 二氧化硅的种类 二氧化硅也称硅质原料，不仅包括天然矿物，也包括各种合成产品，其产品可分为结晶态和无定形状两类。 二氧化硅天然矿物通常包括结晶态二氧化硅矿物石英砂、脉石英、粉石英和无定形硅矿物硅藻土。 合成产品要紧是白炭黑（无定形二氧化硅），包括气相白炭黑（气相二氧化硅）、沉淀白炭黑（沉淀二氧化硅）。 石英是二氧化硅天然矿物的要紧矿物组分，化学成分为SiO2，玻璃光泽，断口呈油脂光泽。贝壳状断口，莫氏硬度7，密度2.65～2.66 。颜色不一，无色透亮的叫水晶，乳白色的叫乳石英。按其结晶习性分，三方晶系的为低温石英，又叫-石英；六方晶系的为高温石英，又称-石英。 石英砂是一个矿产品的专门名词，它泛指石英成分占绝对优势的各种砂，诸如海砂、河砂、湖砂等。地质学按成因将它们划分为冲积砂、洪积砂、残积砂等。石英砂的矿物含量变化专门大，以石英为主，其次包含各类长石、岩屑、重矿石（石榴子石、电气石、辉石、角闪石、榍石、黄玉、绿帘石、钛铁矿等）以及云母、绿泥石、黏土矿物等。 石英砂岩，是一种固结的砂质岩石，常简称为砂岩，是自然界最常见、最一般的硅质矿物原料之一，其石英和硅质碎屑含量一样在95%以上，副矿物多为长石、云母和黏土矿物，重矿物含量专门少。常见的重矿物有电气石、金红石、磁铁矿等。 石英岩是由石英砂岩或其他硅质岩石通过变质作用而形成的变质岩。脉石英是与花岗岩有关的岩浆热液矿脉，其矿物组成几乎全部为石英。 粉石英是一种颗粒极细、二氧化硅含量专门高的天然石英矿。粉石英这一词过去叫法专门多，它既包括天然的粉石英，同时也包括了由硅质矿物原料（石英岩、脉石英）加工而成的石英细粉。 硅砂是以石英为要紧成分的砂矿飞总称。以天然颗粒状态从地表或地层中产出的硅砂，以及石英岩、石英砂岩风化后呈粒状产出的砂矿称
炭黑介绍(全)
补强与填充体系介绍（一） 发布时间:2008-6-26 填料是橡胶工业的主要原料之一，它能赋予橡胶许多优异的性能。例如，大幅度提高橡胶的力学性能，使橡胶具有磁性、导电性、阻燃性、彩色等特殊的性能，赋予橡胶良好的加工性能，降低成本等。 一．何谓补强与填充？ 补强：在橡胶中加入一种物质后，使硫化胶的耐磨性、抗撕裂强度、拉伸强度、模量、抗溶胀性等性能获得较大提高的行为。凡具有这种作用的物质称为补强剂。 填充：在橡胶中加入一种物质后，能够提高橡胶的体积，降低橡胶制品的成本，改善加工工艺性能，而又不明显影响橡胶制品性能的行为。凡具有这种能力的物质称之为填充剂。二．填料的分类 填料的品种繁多，分类方法不一。填料按不同方法分类如下： （1）按作用分 补强剂：炭黑、白炭黑、某些超细无机填料等。 填充剂：陶土、碳酸钙、胶粉、木粉等。 （2）按来源分 有机填充剂：炭黑、果壳粉、软木粉、木质素、煤粉、树脂等。 无机填充剂：陶土、碳酸钙、硅铝炭黑等。 （3）按形状分 粒状：炭黑及绝大多数无机填料。 纤维状：石棉、短纤维、碳纤维、金属晶须等。 三．橡胶补强与填充的历史与发展 橡胶工业中填料的历史几乎和橡胶的历史一样长。在Spanish时代亚马逊河流域的印第安人就懂得在胶乳中加入黑粉，当时可能是为了防止光老化。后来制作胶丝时曾用滑石粉作隔离剂。 在Hancock发明混炼机后，常在橡胶中加入陶土、碳酸钙等填料。 1904年，S. C. Mote用炭黑使橡胶的强度提高到28.7MPa，但当时并未引起足够的重视。在炭黑尚未成为有效补强剂前，人们用氧化锌作补强剂。一段时间后，人们才重视炭黑的补强作用。 我国是世界上生产炭黑最早的国家。1864年美国开始研制炭黑。1872年世界才实现工业规模的炭黑生产。炭黑的补强性不仅使它得到广泛的应用，而且也促进了汽车工业的发展。二战前槽黑占统治地位，50年代后用炉黑代替槽黑、灯烟炭黑，炉黑生产满足了轮胎工业发展的要求。70年代在炉黑生产工艺基础上进行改进，又出现了新工艺炭黑。这种炭黑的特点是在比表面积和传统炭黑相同的条件下，耐磨性提高了5%~20%，进一步满足了子午线轮胎的要求。 美国大陆碳公司在八十年代末开发生产出低滚动阻力炭黑，即LH10、LH20、LH30等，其拉伸和耐磨性能相当于N110、N220、N330的水平，但生热低、弹性高。 德国德固萨公司也开发出新一代低滚动阻力炭黑，称之为“转化炭黑”。牌号有EB118、EB122、EB111和EB123。特点是：物理化学性能与常规炭黑相似，但着色强度低，聚集体大小分布宽，这样不仅可以减小滚动阻力，而且不会改变其耐磨性和对湿路面的抗滑性。据统计，1998年我国炭黑企业约80家，总的年生产能力约800kt，全国炭黑产量为570kt。1997年国外炭黑总产量为5959kt。
生产工艺流程简述
生产工艺流程简述 清棉工序 1．主要任务：（1）将紧压的原纤维松解成较小的纤维块或纤维束，以利混合、除杂作用的顺利进行；（2）清除原纤维中的大部分杂质、疵点及不宜纺纱的短纤维。（3）将不同批次的纤维进行充分而均匀地混和，以利棉纱质量的稳定。（4）成卷：制成一定重量、长度、厚薄均匀、外形良好的棉纤维卷。 梳棉工序 1．主要任务 （1）分梳：将纤维分解成单纤维状态，改善纤维伸直平行状态。（2）混合：使纤维进一步充分均匀混合。（4）成条：制成符合要求的棉条。 精梳工序 主要任务: 1．除杂：清除纤维中细小的纤维疵点。 2．梳理：进一步分离纤维，排除一定长度以下的短纤维，提高纤维的长度整齐度和伸直度。 3．牵伸：将棉条拉细到一定粗细，并提高纤维平行伸直度。 4．成条：制成符合要求的棉条。
并条工序 主要任务 1．并合：一般用6-8根纤维条进行并合，改善棉条长片段不匀。2．牵伸：把纤维条拉长抽细到规定重量，并进一步提高纤维的伸直平行程度。3．混合：利用并合与牵扯伸，使纤维进一步均匀混合，不同唛头、不同工艺处理的纤维条，在并条机上进行混和。4．成条：做成圈条成型良好的熟条，有规则地盘放在棉条桶内，供后工序使用。 粗纱工序 主要任务: 1．牵伸：将熟条均匀地拉长抽细，并使纤维进一步伸直平行。2．加捻：将牵伸后的须条加以适当的捻回，使纱条具有一定的强力，以利粗纱卷绕和细纱机上的退绕。 细纱工序 主要任务: 1．牵伸：将粗纱拉细到所需细度，使纤维伸直平行。 2．加捻：将须条加以捻回，成为具有一定捻度、一定强力的细纱。3．卷绕：将加捻后的细纱卷绕在筒管上。4．成型：制成一定大小和形状的管纱，便于搬运及后工序加工。
炭黑生产基本工艺
炭黑生产工艺过程：（部分） 工艺技术方案 4.1 炭黑工艺技术方案的选择 4.1.1 原料路线确定的原则和依据 原料路线确定的原则首先是原料油质量能满足拟建装置的工艺要求，生产的炭黑质量好，收率高；其次是来源渠道多，能保证长期供应；三是价格便宜；四是贮运和加工方便。 炭黑行业对原料油的质量要求是：芳烃含量要高于70％或相关指数（BMCI）≥120），杂质、沥青类和胶质要少。一般来说，蒽油，防腐油，沥青含量较少的煤焦油和乙烯焦油是较理想的油品。 根据工厂提供的原、燃料供应情况，拟建装置生产用燃料、原料主要采用煤焦油以及蒽油或两者的混合油，因此，本项目工艺技术方案采用油-油路线。 4.1.2 国内、外工艺技术概况 国内炭黑生产技术概况 目前，我国炭黑工业的炭黑生产装置，大多采用中橡集团炭黑工业研究设计院于80~90年代开发的新工艺炭黑生产技术，单台生产能力为0.5～2.0万吨/年，在线空气预热器的预热温度为300～650℃；一部分厂家流程中没有微米粉碎机等精制设备和废（次）品回收加工设备；多数小企业均采用干法造粒，袋装运输，贮运过程中破损大；
炭黑成品包装基本上是手工操作，劳动强度大；自控方面，国内除万吨级装置采用微机控制生产外，大多数企业仍是采用常规仪表或人工控制。八十年代末和九十年代，国内部分炭黑骨干企业为了实现炭黑产品、技术的升级、换代和市场需求，陆续进行了技术改造。本装置的特点是：扩大单炉生产能力，采用DCS系统进行集中控制，其技术来源均采用中橡集团炭黑工业研究设计院近年来开发的第四代3.0~4.0万吨级新工艺硬质炭黑生产技术，技术水平达国际先进水平。 国外炭黑生产技术概况 七十年代初至八十年代初的十年间，技术开发处于空前活跃时期，国外各大公司相继完成新工艺硬质炭黑反应炉的开发工作，推出经济规模为1.5～3万吨/年的反应炉用于工业化装置，实现优质、高产、低耗；空气预热温度达到650～800℃；流程中设有微米粉碎机等精制设备和废（次）品回收加工设备；采用湿法造粒技术；炭黑成品包装实行集中化、自动化和机械化；以散装和集装运输为主，兼有袋装运输；全部采用计算机控制生产过程，工艺参数自动调节，产品质量稳定。目前，新工艺硬质炭黑生产技术相当成熟，单炉生产能力已达4万吨以上。除了普遍采用计算机控制生产以稳定炭黑产品质量外。当前，美国炭黑工业正在推行计算机辅助操作参数最佳化—统计调优法（SPC）。即规定橡胶用炭黑吸碘值和吸油值的目标值，制定相应标准，规定这种方法的全过程，通过预定的计算程序，定量地表现出一条生产线产品质量的均匀性和稳定性，或者比较两条生产线产品质量的差异，达到长周期、满负荷、高效率、低消耗、质量合格、成本合理的目标。 4.1.3 推荐工艺技术方案说明
电解锰生产工艺流程简述
第一章设计要求和原则 概述 本项目为俄罗斯CHEK-SU公司建设的年产8万吨电解金属锰项目，生产主原料为公司生产的氧化锰和碳酸锰精矿，采用湿法冶炼工艺，年生产天数330天，年生产产量为80000吨，设计四条电解生产线。采用有硒电解、无铬钝化环保工艺，生产中产生的粉尘、酸雾回收利用，废水全部回收至污水处理站处理后重复使用，废渣排至尾矿库堆存，电解冷却水闭路循环使用。 设计指导思想和编制原则 1.2.1 设计指导思想 1、设计执行相关的方针、政策，使设计做到切合实际，技术先进，经济合理，安全适用。 2、全面贯彻综合利用俄罗斯CHEK-SU公司锰矿资源的基本方针，有效保护和科学合理开发利用当地资源。 3、优化冶炼工艺流程，在经济合理的条件下，尽量提高金属回收率。 4、遵循可持续发展的观念，严格执行环境保护法规、安全和工业卫生法规，加强综合利用，减少三废排放，完善三废处理设施，控制对环境的污染，做到环境措施与工程建设“三同时”。 5、设计中在各个环节注意节省能源和降低成本。 6、严格按设计程序开展设计工作，确保设计质量。 1.2.2 设计原则、产品产量和质量及能源消耗保证值 1、建设年产8万吨电解金属锰工厂，工厂一次建成投产； 2、项目设计生产的产品为含%的电解金属锰（中华人民共和国黑色冶金行业标准（YB/T051-2003），牌号为DJMnD）；
3、主原料采用俄罗斯奇克苏福克公司生产的碳酸锰矿、氧化锰矿，湿法冶炼生产工艺； 4、本项目采用目前行业最新的设备和工艺，对生产过程中产生的废气、废水、废渣均采取了有效的治理措施，达到清洁生产及环保要求，工艺技术达到目前同行业先进水平； 5、本次项目采用的技术经济指标为： （1）每条电解生产线330天生产量为20000吨，设计四条电解生产线，生产规模80000吨/年（产品合格率为100%）； （2）电解采用SeO 添加剂，正常生产时，电流效率68～70%，电流密度320～ 2 380A/m2，槽电压为～，每吨锰直流电耗≤6500kWh； （3）项目采用的碳酸锰精矿Mn27%，氧化锰精矿Mn35%，本批次全锰分析结果中，二价锰回收率：85%； （4）电解金属锰产品Mn含量达到%，即产品质量符合中华人民共和国黑色冶金行业标准YB/T051－2003； 6、废弃场和排放场的再利用，应符合俄罗斯联邦的卫生和自然保护立法要求。 建设规模及产品方案 1.3.1 建设规模 本项目规模为年产8万吨电解金属锰。 1.3.2 工作制度 连续工作制，每天三班，每班8小时，年工作330天。 厂址 位于俄罗斯哈卡斯共和国西拉区图依姆村。 设计范围 原料堆场、汽修车间和加油站、焙烧车间、磨粉车间、化合车间、硫化车间、
中国白炭黑生产现状及规划建议..
中国白炭黑生产现状和规划建议 杜孟成李剑波 （国家橡胶助剂工程技术研究中心山东·阳谷252300）摘要：就国内白炭黑发展现状及改善其应用性能做了介绍，对白炭黑行业存在的问题进行了分析并对今后的发展提出了建议。 关键词：白炭黑绿色轮胎表面改性纳米技术 1、序言 白炭黑是一种填充补强材料，添加白炭黑制成的轮胎具有良好的抓地力、耐磨性和抗湿滑性能，滚动阻力较一般轮胎减少30％，节省燃油4～6％，有很好的操纵安全性和经济性，被称为“绿色轮胎”或“生态轮胎”。近年来，受能源紧缺、环保政策以及炭黑应用领域的限制，高能耗、高物耗及高污染的炭黑正呈现逐渐被白炭黑所取代的趋势，白炭黑及其制品越来越受到人们的青睐和竞相研究开发。 虽然白炭黑作为弹性体的补强填料具有优秀的性能，但存在如下问题：①多段混炼、耗能大；②粘度随着胶料储存时间延长而增加，导致加工更加困难；③焦烧时间短，加工性能差。另外，新型炭黑及炭黑改性技术的研究开发对白炭黑发展形成了潜在的竞争。因此，开发高品质白炭黑及改善其应用性能的研究工作具有十分重要的社会和经济意义。 2、国内白炭黑的发展现状 白炭黑按其制备方法可分为物理法和化学法。用物理法制备的白炭黑产品档次不高，而橡胶行业所需的白炭黑填充剂通
常是采用化学法生产的，本文仅介绍其化学法生产工艺。化学法可分为干法热解法和湿法，湿法按其生成特征又可分为沉淀法和凝胶法。目前，国内外白炭黑的主流生产工艺是气相法和酸法沉淀法两种。 2.1气相法白炭黑发展现状 2.1.1制备原理 该法工艺原理是采用四氯化硅或甲基三氯化硅等硅的卤化物在氢氧焰中水解，产生的二氧化硅分子凝集成颗粒。这些颗粒互相碰撞，熔结成一体，形成三维、有分支的键状聚集体。一旦这些聚集体温度低于二氧化硅熔点，则进一步碰撞，引起键的机械缠绕，生成附聚物。 2.1.2产品特点及应用范围 气相法生产的白炭黑粒子凝聚少，原生粒子为7～20nm，呈无定形态。表面有残留的硅羟基及硅氧基，有较强的极性，二氧化硅的含量＞ 99.8%，比表面积＞300 cm2/g，是纯度高、粒径小的高品质产品，主要用于室温硫化硅橡胶(RTV)、热硫化硅橡胶(HTV)领域和高档橡塑制品。 2.1.3工艺特点及存在的问题 气相法白炭黑的生产工艺比较简单，但生产过程中具体操作控制比较困难，特别是生产高牌号产品（高比表面积的产品），最难控制的是系统的气相平衡和气固相平衡。合成炉的散热、高效分离器操作控制及氯化氢解吸等是气相法工艺存在的技术难点。在表面改性方面，国际性大公司都是采用在线连续化干
炭黑及其改性
炭黑及其改性 1 炭黑简介 碳黑（CB），也称为炭黑，这是一种无定形的碳。是一种很轻、松而且很细的黑色粉末。它的表面积非常大，范围很广从10~3000m2/g。这是由于在空气不足的条件下燃烧或者是受热分解而得的产物。比重为1.8-2.1。通过天然气制成的 “槽黑”、通过炉法制得的炉黑。按照炭黑的性能可以区分为补强炭黑、导电炭黑、耐磨炭黑等[8]。 （1）炭黑的形态 炭黑的微观构造：炭黑粒子在微观结构中是具有微小的晶体结构的，在炭黑中，碳原子排列的方式和石墨很相似，碳原子会组成一个六角形的平面形状，炭黑原子的每个微晶体都是由三四个这样的层面组成的，但是因为炭黑微晶中，在平面上炭黑排列是有规律的，但是从相邻的碳层上看，炭黑的排列又是无序的。所以又叫作准石墨晶体。 炭黑的粒径：炭黑的粒径范围是很大的，炭黑生产的工艺方法不同，得到的炭黑粒径就不同。用灯黑生产这个工艺得到的产品相对而言是比较粗糙的，用气黑这个生产工艺生产出来的炭黑粒径是比较小的，相对而言是比较精细的。用炉黑这种生产工艺方法生产出来的炭黑粒径分布的范围很大，几乎具有所有粒径的炭黑。即使生产炭黑使用的工艺方法相同，它的粒子大小也并不是完全相同的，而是呈现出一个粒径的分布范围。一般来说，炭黑粒子较细的品种，粒径的分布范围会比较窄。 （2）化学性质：炭黑表面的化学性质跟生产工艺有关。生产炭黑的工艺方法不相同，炭黑表面的化学性质就不一样。炭黑的真实表面积和计算出来的几何表面积并不相同，这是因为炭黑的表面存在着很多小孔，这种小孔大大增加了炭黑的表面积。在炭黑表面，存在着很多种含氧基团。这个理论的研究认为，随着炭黑填充量的增大，炭黑粒子的密度就会变大，炭黑粒子间相互接触的几率就会变大，这样一来，聚合物的导电性能也就会随之上升。因为炭黑表面的含氧基团有很多是极性基团，随着炭黑含量的增加，聚合物的极性也会增加，这样一来就
白炭黑的应用(详细)
白炭黑 一、简介 白炭黑的主要成份是SiO2，因其为白色，且主要物性及用途与炭黑相似而得名。 白炭黑按生产方法的不同可分为沉淀白炭黑（沉淀水合二氧化硅）和气相法白炭黑（气相二氧化硅），两种产品的生产方法不同，性质及用途也有很大区别，以下介绍的产品是用硫酸沉淀法生产的，也即沉淀法白炭黑，以下所涉及的白炭黑均为沉淀法白炭黑。 二、名称定义及分子式 白炭黑的学名为：沉淀水合二氧化硅。 定义：沉淀水合二氧化硅是从可溶性硅酸盐水沉液中沉淀而获得的无定形粒子组成的材料。 化学分子式：SiO2〃nH2O 三、主要性质 1、物理性质 外观：白色粉末或粒状或不规则造块。 真密度：约2.0g/ml 假密度：约0.2g/ml（普通产品）。 耐高温、不燃烧；电绝缘性好。 2、化学性质： 能与烧碱发生反应SiO2nH2O+2NaOH=Na2SiO3+（n+1）H2O
能与氢氟酸发生反应SiO2nH2O+4HF=SiF4+（n+2）H2O 2、主要化学指标 SiO2含量（干品）≥90% 筛余物（4.5цm）≤0.5% 加热减量：4.0-8.0% 灼烧减量：（干品）≤7.0% PH值：5.0-8.0 总铜含量：≤30mg/kg 总锰含量：≤50mg/kg 总铁含量：≤1000mg/kg DBP吸收值：2.00-3.50cm3/g 比表面积：不同用途有不同范围，我厂产品控制 145-165m2/g（HT2#） 165-185m2/g（HT1#） 200-300m2/g（HT3#） 3、主要物理性能（配合橡胶品） 拉伸强度≥17.0Mpa 500%定伸强度≥6.3Mpa 扯断伸长度≥675% 四、生产原理 水玻璃和硫酸反应生成水合硅酸 加热 Na2O·mSiO2+H2SO4+nH2o-→Na2SO4+mSiO2·（n+1）H2O↓ 反应完成液经压滤脱水，洗涤、并通过打浆制得白炭黑料浆，经喷
炭黑生产工序
炭黑厂生产工序 一、简介 以焦油和蒽油为原料，采用油炉法生产工艺生产不同型号的炭黑，所用原料由焦油加工厂提供。原料在反应炉内与高温旋转的燃烧气流接触混合后，裂解生成炭黑，经湿法造粒生产炭黑粒子。生产炭黑产生的废气（炭黑尾气）又作为45t/h尾气锅炉的燃料，生产蒸汽并入蒸汽管网，达到了环保、节能的双重效益。炭黑的设计生产能力为8万吨/年。 二、工艺流程图（附后） 三、生产工艺简介 自外界来的原料油进入原料油罐，由蒸汽加热到70-80℃左右，通过原油过滤器，由原油泵打入原油预热器与炭黑烟气换热后，再通过原料油枪轴向喷入反应炉的喉管段，在反应炉内原料油与高温高速旋转的燃烧气流接触混合，并迅速汽化并裂解生成炭黑。为了使用不同种类的原料油，两个原料油罐配制混油，通过原滤器，由混油泵进行连续混合。 自外界来的燃料油进入燃油罐，由蒸汽加热至70-80℃左右，通过过滤器由燃油泵将一部分送到燃油预热器，由蒸汽加热到120-130℃左右，分两路经过Y型过滤器，进入燃料油枪，由压缩空气雾化后喷入燃烧段与预热后的空气混合充分燃烧，产生两股高温燃
烧气流切向进入反应炉，在反应炉内形成高速旋转气流，而另一部分燃料油则回流至燃油罐。 由主供风机来的空气，大部分经过空气预热器与炭黑烟气换热，温度达到650℃左右进入反应炉的喷燃器。未经预热的空气，一部分作为轴向空气进入反应炉，另一部分作为燃料油枪的保护空气喷入喷燃器。 为了调节和控制炭黑结构，在添加剂罐内加入工业水和碳酸钾，通过搅拌溶解后，用添加剂泵将碳酸钾溶液送到添加剂喷嘴，喷入反应炉。 在反应炉后部，将急冷水通过喷嘴从两侧、不同部位喷入含有炭黑的高温烟气中，将炭黑烟气迅速冷却至1000℃以下，以终止炭黑反应和降低炭黑烟气温度。然后通过烟道使急冷水完全汽化，再流经空气预热器、原料油预热器、文丘里管（在文丘里管内直接喷入工艺水进行二次急冷）、反应炉三通阀使烟气冷却到260-280℃进入脉冲主袋滤器，附在滤袋上的炭黑用仪表空气的脉冲力定期轮流进行清扫滤袋，使炭黑落入袋滤器储斗。主袋滤器收集下来的炭黑经过主袋滤器气密阀进入风送系统。主袋滤器出来的尾气和回流风机来的尾气一同经尾气风机加压，将约20%的尾气送到尾气燃烧炉燃烧，剩余的尾气送到尾气锅炉燃烧，正常运转时，尾气不允许直接排入大气中。 炭黑进入风送系统后，用部分烟气输送，然后跟排气袋滤器和再处理袋滤器收集下来的炭黑混合，通过微米粉碎机粉碎到325目以下的细粉，再经过风送风机送至收集袋滤器。
乙炔生产工艺流程概述
生产工艺流程简述 本项目采用“电石入水法”生产溶解乙炔,其主要原料为电石和水。 (1)电石破碎 人工将电石库内的大块电石破碎成50-200mm的电石。 (2)乙炔发生 将破碎好的电石人工运至发生器间,通过电动葫芦将电石提升至3.5米平台上,采取电石入水的方式进行生产操作。电石和水在乙炔发生器内进行水解反应,生成乙炔气和氢氧化钙(熟石灰)并释放出热量。 粗乙炔气体由发生器顶部逸出,经喷淋预冷器及正、反水封进入乙炔气柜中。电石渣浆流入渣浆槽,发生器的反应过程如下: 主反应: CaC2+2H2O→Ca(OH)2+C2H2+130kJ/mol 副反应: CaO+ H2O→Ca(OH)2 +63.6kJ/mol CaS+ 2H2O→Ca(OH)2 +H2S Ca3P2+ 6H2O→3Ca(OH)2 +2PH3 Ca3N2+ 6H2O→3Ca(OH)2 +2NH3 Ca3Si+ 4H2O→2Ca(OH)2 +SiH4
Ca3As2+ 6H2O→3Ca(OH)2 +2AsH3 (3)乙炔净化、中和、气水分离 从气柜中出来的乙炔气经过一清塔、二清塔,然后进入中和塔。因电石中含有少量的硫、磷,所以粗乙炔气体中含有少量的H2S、PH3,须在装瓶之前进入清净塔加以净化。在清净塔与含有效氯0.085~0.12%的次氯酸钠溶液直接接触反应,以脱除粗乙炔气中的磷、硫杂质。由清净塔顶排出气体进入中和塔与塔顶喷入的 10~15%液碱中和反应后,经气水分离器除去气相中水分,使纯度98.0%以上的精乙炔气送压缩系统。工艺反应式如下: 4NaClO+H2S→H2SO4+4NaCl 4NaClO+PH3→H3PO4+4NaCl 反应生产的酸,再用10~15%的碱液中和,其反应式为: 2NaOH+ H2SO4→Na2SO4+2H2O 3NaOH+ H3PO4→Na3PO4+3H2O 2NaOH+ CO2→Na2CO3+H2O (4)压缩、油水分离、干燥 净化的乙炔气经低压水封进入压缩机,本工段选用2Z-1.5/25型乙炔压缩机,采用分子筛高压干燥装置。压缩至2.4MPa,温度35℃左右,经高压油分离器油水分离后,进入高压干燥器干燥,送乙炔灌瓶架灌装。 (5)灌装
白炭黑概述及其生产工艺
白炭黑概述及其生产工艺 硅在自然界中主要以二氧化硅和硅酸盐的状态存在，一切植物皆含有少量的二氧化硅，动物体内的结缔组织中亦含有二氧化硅。硅在地壳中的含量是绝对丰富的，硅在地壳中的重量百分数为27.6%，仅次于氧（47.2%）为第二位。无机硅化合物在八十年代是无机化学品中发展较快的系列产品，尤其是近些年来发展更为迅速。在德温特中心专利索引的无机化学品类中，硅化合物的专利文摘量占了绝对的优势。由此可以看出，无机硅化合物，在众多的无机化学品中是有明显的竞争力的。 纵观世界情况，硅化合物的新品种近些年来增加并不多，而对于无机硅化合物用途的开发则较为重视。例如硅化合物中最老的品种硅酸钠，目前也在向高性能、高附加价值化发展；美国莫比尔公司对于ZSM沸石研制了多种规格，几乎可用于石油化工的各个催化过程；氮化硅陶瓷发动机正在向实用化进军。因此，从目前开发趋势看，无机硅化合物将会大量进入到轻工、食品、医药、建筑、电子、冶金、机械工业等许多领域，一定大有发展前途。 我国的硅化合物产品主要是解放后才逐步发展起来，至今才有几十个品种，因此差距还较大。我国具有优质而丰富的资源，为研究开发更多的硅化合物提供了物质基础。近十多年来，不仅得到了化工部的重视，并委托科研单位出版了“硅铝化合物”资料。可
以预料，我国的硅化合物的发展速度必将越来越快，与世界发达国家的差距必将越来越小。 白炭黑是硅化合物中较老的一个品种，三十年代中叶，德、苏、美等国就开始研制，到四十年代末就进入了工业生产，八十年代总生产能力达70～80万吨/年。我国六十年代开始起步，八十年代千吨级的厂有两家，年产量总共仅5000～6000吨，而且品种少，质量差，能耗高，未形成系列化。因此，研制新产品和开发应用领域的任务十分艰巨。 1.物理化学性质 外观为白色高度分散的无定形粉末或絮状粉末，也有加工成颗粒状作为商品的。比重为2.319～2.653，熔点为1750℃。不溶于水及绝大多数酸，在空气中吸收水分后会成为聚集的细粒。能溶于苛性钠和氢氟酸。对其它化学药品稳定，耐高温不分解，不燃烧。具有很高的电绝缘性，多孔性。内表面积大，在生胶中有较大的分散力。经表面改性处理的憎水性白炭黑易溶于油内，用于橡胶和塑料等作为补强填充剂，都会使其产品的机械强度和抗撕指标显著提高。由于制造方法不同，白炭黑的物化性质、微观结构均会有一定差异，故其应用领域和应用效果也不同。 2.用途。 白炭黑的用途很广，且不同产品具有不同的用途，现再概述如下：用作合成橡胶的良好补强剂，其补强性能仅次于炭黑，若经超细化和恰当的表面处理后，甚至优于炭黑。特别是制造白色、彩色及浅色橡胶制品时更为适用。用作稠化剂或增稠剂，合成油类、绝缘漆的调合剂，油漆的退光剂，电子元件包封材料的触变剂，荧光屏涂覆时荧光粉的沉淀剂，彩印胶板填充剂，铸造的脱模剂。加入树脂内，可提高树脂防潮和绝缘性能。填充在塑料制品内，可增加抗滑性和防油性。填充在硅树脂中，可制成耐200℃以上的塑料。在造纸工业中用作填充剂和纸的表面配料。还有用作杀虫剂及农药的载体或分散剂，防结块剂以及液体吸附剂和润滑剂等。 3.生产方法概述
炭黑生产工艺
炭黑生产工艺 一、炭黑的主要生产原料 煤焦油，乙烯焦油，蒽油，天然气，高炉煤气等等。 二、炭黑的生产工艺 炭黑的生产工艺有炉法、喷雾法、灯烟法、槽法、滚筒法、混气法、热裂法、乙炔法和等离子体法，其中炉法、喷雾法、灯烟法、槽法、滚筒法、混气法为不完全燃烧法，热裂法、乙炔法和等离子体法为热裂解法。目前灯烟法炭黑主要用作涂料着色剂，滚筒法和混气法炭黑主要用于油漆和油墨用色素炭黑，乙炔法炭黑主要用于干电池生产，其他生产工艺方法均在生产橡胶用炭黑中应用。 三、橡胶用炭黑的主要生产工艺 1.炉法 炉法是在反应炉内，原料烃(液态烃、气态烃或其混合物)与适量空气形成密闭湍流系统，通过部分原料烃与空气燃烧产生高温使另一部分原料烃裂解生成炭黑，然后将悬浮在烟气中的炭黑冷却、过滤、收集、造粒成成品炭黑的方法。其中，以气态烃(天然气或煤层气)为主要原料的制造方法称为气炉法(主要产品为软质炭黑)，以液态烃(芳烃重油，包括催化裂化澄清油、乙烯焦油、煤焦油馏出物等)为主要原料的制造方法称为油炉法。 油炉法由于具有工艺调节方法多、热能利用率高、能耗小及成本低等特点，已成为主要的炭黑制造方法。与油炉法相比，气炉法的原料消耗量和综合能耗较大，在天然气涨价后，其主要产品已被油炉法产品取代。然而在天
然气廉价的地区，制造气炉法炭黑仍然有利，且气炉法炭黑还在很多橡胶制品中应用。目前我国气炉法炭黑年产量为3万～4万吨。 2.喷雾法 喷雾法的原料油是从反应炉的上游端用机械雾化喷嘴喷入的，这种制造方法由前苏联开发。喷雾炭黑具有粒子大、结构极高、填充胶料强度中等和永久变形很小的特点，特别适用于橡胶密封制品。目前我国喷雾炭黑年产量为几千吨。 3.槽法 槽法是在自然通风的火房内，天然气或煤层气通过数以千计的瓷质火嘴与空气进行不完全燃烧而形成鱼尾形扩散火焰，通过火焰还原层与缓慢往复运动的槽钢接触使裂解生成的炭黑沉积在槽钢表面，然后由漏斗上的刮刀将炭黑刮入漏斗内，经螺旋输送器输出、造粒而制成成品炭黑的方法。槽法炭黑补强性能优异，特别适用于NR，曾在橡胶工业中大量应用。但由于原料气涨价及生产造成的环境污染问题严重，其已在20世纪70年代基本停产。但槽法炭黑是唯一可用于与食品接触的橡胶用炭黑品种，目前在亚美尼亚还有一家工厂生产。 4. 热裂法 热裂法是一种不连续的炭黑制造方法，每条生产线设置2个内衬耐火材料的反应炉。生产时，先在一个反应炉内通入天然气和空气并燃烧，待反应炉达到一定温度后停止通入空气，使天然气在隔绝空气的条件下热裂解生成炭黑。在该反应炉进行裂解反应时另一个反应炉开始燃烧。每个反应炉均在
白炭黑生产工艺
白炭黑生产工艺 硅在自然界中主要以二氧化硅和硅酸盐的状态存在，一切植物皆含有少量的二氧化硅，动物体内的结缔组织中亦含有二氧化硅。硅在地壳中的含量是绝对丰富的，硅在地壳中的重量百分数为27.6%，仅次于氧（47.2%）为第二位。无机硅化合物在八十年代是无机化学品中发展较快的系列产品，尤其是近些年来发展更为迅速。在德温特中心专利索引的无机化学品类中，硅化合物的专利文摘量占了绝对的优势。由此可以看出，无机硅化合物，在众多的无机化学品中是有明显的竞争力的。 纵观世界情况，硅化合物的新品种近些年来增加并不多，而对于无机硅化合物用途的开发则较为重视。例如硅化合物中最老的品种硅酸钠，目前也在向高性能、高附加价值化发展；美国莫比尔公司对于ZSM沸石研制了多种规格，几乎可用于石油化工的各个催化过程；氮化硅陶瓷发动机正在向实用化进军。因此，从目前开发趋势看，无机硅化合物将会大量进入到轻工、食品、医药、建筑、电子、冶金、机械工业等许多领域，一定大有发展前途。 我国的硅化合物产品主要是解放后才逐步发展起来，至今才有几十个品种，因此差距还较大。我国具有优质而丰富的资源，为研究开发更多的硅化合物提供了物质基础。近十多年来，不仅得到了化工部的重视，并委托科研单位出版了“硅铝化合物”资料。可以预料，我国
的硅化合物的发展速度必将越来越快，与世界发达国家的差距必将越来越小。 白炭黑是硅化合物中较老的一个品种，三十年代中叶，德、苏、美等国就开始研制，到四十年代末就进入了工业生产，八十年代总生产能力达70～80万吨/年。我国六十年代开始起步，八十年代千吨级的厂有两家，年产量总共仅5000～6000吨，而且品种少，质量差，能耗高，未形成系列化。因此，研制新产品和开发应用领域的任务十分艰巨。 1.物理化学性质 外观为白色高度分散的无定形粉末或絮状粉末，也有加工成颗粒状作为商品的。比重为2.319～2.653，熔点为1750℃。不溶于水及绝大多数酸，在空气中吸收水分后会成为聚集的细粒。能溶于苛性钠和氢氟酸。对其它化学药品稳定，耐高温不分解，不燃烧。具有很高的电绝缘性，多孔性。内表面积大，在生胶中有较大的分散力。经表面改性处理的憎水性白炭黑易溶于油内，用于橡胶和塑料等作为补强填充剂，都会使其产品的机械强度和抗撕指标显著提高。由于制造方法不同，白炭黑的物化性质、微观结构均会有一定差异，故其应用领域和应用效果也不同。