炭黑生产基本工艺

1、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

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8090 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

3、。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 3.04.0 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

4、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 最佳化一统计调优法，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拟建 3 万吨/年炭黑项目技术来源采用中橡集团炭黑工业研究设计院开发

5、的第 四代新工艺 , 油-气,路线硬质炭黑生产技术。该成果具有国际先进水平并且获得 2002 年度国家科技进步二等奖。其主要特点是 :单炉生产能力大能耗低。采用新型反应炉单炉生产能力为每天生产 80100 吨炭黑, 视品种而有变化 , 一台反应炉能生产多品种硬质炭黑利用在线高温空气 预热器和原料油预热器把空气预热到 850?原料油预热到 180?强化了反应条 件提高了产品质量和收率降低了单位产品的消耗。工艺流程完善技术装备水平和自控水平高。微米粉碎机、磁选机、筛选机等炭黑精制设备纳入流程确保产 品质量符合美国 ASTMS 准。 采用集散型微机控制系统自动控制和调节重要参数 确保生产工艺稳定并有

6、安全连锁系统确保操作安全。环保水平高达到国家 环保法规要求。采用高效的脉冲袋滤器收集效率达99,以上。主袋滤器排出的尾气全部利用一部分作为回转干燥机燃烧炉的燃料一部分用作尾气锅炉的燃料。 排放的废气符合国家规定的环保要求。采用湿法造粒防止炭黑飞扬污染环境并便于散装运输。设有废, 次, 品回收加工处理系统和负压吸尘系统使产品合格率达 100,工作场所的粉尘浓度 低于国家的标准。炭黑包装基本实现自动化、机械化。炭黑产品按品种不同分别装 入两个产品贮罐的分格内采用自动包装机和运输机基本上实现机械化、自动化 减轻了工人劳动强度提高劳动生产率。4.2 尾气发电技术方案的选择4.2.1国内、外工艺技术概况

7、 随着我国炭黑工业的发展及余热发电机组的推广应用我国炭黑尾气发电技术也日趋成熟。其中尾气发电关键设备尾气余热锅炉发电技术已发展成为炭黑行业 的专用设备汽轮机组也由过去单一的采用凝汽式发展成为抽汽凝汽式、背压式等 多种型式以适应炭黑厂家对蒸汽和电力的要求。国外尾气发电由于工厂总规模大 其余热发电机组的蒸汽规格已达到高温、高压机组规模也较大。另外在燃烧技术 上自动化程度上都具有优势操作人员也较少。4.2.2主要工艺技术方案说明本装置建成后30/h炭黑尾气锅炉生产的蒸汽大部分将供给 3000 kW汽轮发电 机组。装置需蒸汽 12t/h 由炭黑装置在线余热锅炉供应 4t/h 所以正常情况下只 需要通过

8、汽机非调抽汽口抽出蒸汽约 8 t/h 供给炭黑装置。发电装置与国家电网并网发电能力 3000kM 除去站用电约 400kW 后外供电 能力 2600kW 尾气发电能力不足时由电网补充。4.2.3主要技术措施 针对炭黑尾气的燃烧低热值水份高及有炭黑粉尘的特点本装置在技术上采取以下措施 :l 按照炭黑尾气的特点对尾气锅炉的燃烧器和锅炉炉膛进行局部改进提高 炉膛燃烧温度和燃烧效率防止燃烧器堵塞。l 加强尾气燃烧的自动化监控水平整个装置采用DCS 系统控制从尾气的输入参数燃烧参数到燃余气 ,烟气,的排放温度排放成分都进行监视并进行自动化 调节。 l 采用中压尾气锅炉和汽轮发电机组和次中压机组相比提高了

9、热利用 效率。l 强化节能、节水措施利用连续排污膨胀器产生的二次蒸气加热除氧器补充 水,同时对于汽机本体及蒸汽管路疏水 , 新蒸汽管路和隔离汽门前、后的疏水以 及汽轮机进汽管道疏水 , 汽机高、低压缸疏水、抽汽口疏水 ,轴封管路疏水以及供向 炭黑生产装置蒸气换热产生的凝结水加以回收从而达到环保和节能节水要求。4.3炭黑工艺流程和消耗定额4.3.1 工艺流程说明 炭黑工艺流程图见附图。 脱水后的原料油和燃料油送入装置原料油罐和燃料油罐。 焦炉煤气计量后喷 入反应炉的燃烧室与主供风机提供的并经空气预热器预热到850?的空气在反应炉燃烧段混合、燃烧产生， 1970?的高温燃烧气流。原料油经泵送至在线的原料油预热器预热到180?后径向喷入反应炉喉管段与高温燃烧气流混合迅速裂解生成炭黑。在反应炉后部直接把水喷入高温炭 黑烟气中使其温度迅速降低终止反应。反应生成的炭黑烟气经袋滤器收集收集下来的炭黑经粉碎后气力输送至粉状炭黑贮罐。主袋滤器排出的尾气经风机加压后一部分送给尾气燃烧炉燃烧作为干燥机热源大部分送至尾气锅炉作为燃料。 粉状炭黑经湿法造粒机造粒成型进入回转干燥机干燥再通过提升、筛选、磁选 存放到产品贮罐。成品经包装入库或直接由散装运输送至轮胎车间。对湿炭黑进行间接干燥的一部分热气流经 30 米高的干燥机放空烟囱排放到大 气。进