一種降低油爐法炭黑生產中不合格品比例的方法技術

本發明專利技術公開了一種降低油爐法炭黑生產中不合格品比例的方法，該方法通過應用科學的公式和自動調節裝置實現了油爐法生產炭黑過程中原料油流量和添加劑流量的自動調節，提高了炭黑吸碘值和DBP吸收值的合格率，確保了炭黑質量的穩定，降低了不合格品的發生率，克服了使用人工調節原料油流量和添加劑流量所造成的各種缺陷。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術屬于炭黑生產的
，具體涉及一種降低油爐法炭黑生產過程中不合 格品比例的方法。
技術介紹
油爐法生產炭黑就是將原料油高溫裂解從而制備得到炭黑，在反應過程中需加入 一定量的添加劑來控制炭黑的結構，所使用的添加劑通常為碳酸鉀或甲酸鉀溶液。 炭黑的比表面積和結構性是衡量炭黑質量的重要指標。比表面積通常采用吸碘值 進行表征，吸碘值越大炭黑的粒徑越小，其比表面積也就越大。炭黑的結構性即炭黑聚集體 的空隙大小取決于炭黑粒子的聚集程度，聚集程度的大小直接影響著炭黑的使用性能，鄰 苯二甲酸二丁酯（DBP)吸收值可用來表征炭黑粒子的聚集程度。可見，將吸碘值和DBP吸 收值控制為穩定值即可得到質量穩定的炭黑，因此，吸碘值和DBP吸收值被廣泛應用于炭 黑生產過程的質量控制中。 然而，在油爐法炭黑生產過程中，因受多種因素的影響，炭黑的吸碘值和DBP吸收 值很難保持在一個固定的值，總是在不斷地變化。影響其發生變化的因素主要有：1.燃燒 空氣流量的波動；2.空氣品質（主要是水分含量）的變化；3.燃料流量的變化；4.燃燒品 質及燃燒溫度的變化；5.原料油流量的波動；6.原料油霧化效果的波動；7.原料油品質的 變化；8.添加劑流量及濃度的影響等等。這些因素都會對炭黑產品的吸碘值和DBP吸收值 造成影響。所以，為了保證炭黑質量的穩定，減少不合格品的產生，必須采取措施最大限度 的保證吸碘值和DBP吸收值的穩定。 目前，大多生產企業采用人工調整原料油流量和添加劑流量的模式，即當炭黑產 品的吸碘值或DBP吸收值高于或低于設定目標值時，相應地增加或減少原料油或添加劑 的流量，比如，當產品的吸碘值或DBP吸收值高于目標值1個值時，操作人員根據經驗增加 10~20kg原料油流量或1~2kg添加劑流量；當產品的吸碘值或DBP吸收值低于目標值1 個值時，操作人員則根據經驗減少10~20kg原料油流量或1~2kg添加劑流量。如果檢 測值偏離目標值n個值，那么則在上面調整量的基礎上再乘以n倍，調整之后間隔一段時間 再次取樣，根據檢測結果決定是否繼續進行調整。 這種方法的局限性在于：過多地依賴操作人員的經驗，不一定能夠實現合適的調 整。調整幅度過小，起不到應有的作用，調整幅度過大，則可能出現反向的不合格產品，不同 的操作者生產的產品質量也會存在差異。此外，頻繁的調整還會造成操作人員的工作量加 大，增加企業的人員成本。
技術實現思路
本專利技術的目的是提供，該方法通 過應用科學的公式系統，實現了原料油流量和添加劑流量的自動調整，克服了人工調整的 諸多缺點，最終得到了不合格品比例較低、質量穩定的炭黑產品。 為了實現本專利技術所述目的，專利技術人提供了以下技術方案。 ，所述油爐法炭黑的生產包括原 料油裂解反應、炭黑煙氣冷卻收集、造粒、干燥的步驟，其中，在原料油裂解反應的步驟中原 料油的流量和添加劑的流量通過流量自動控制系統來控制，原料油的流量自動控制系統所 用的公式為AF=C1 ? (IA-Ig標）?F2,添加劑的流量自動控制系統所用的公式為Af= C2 ?(DBP-DBP目標）?fL5,公式中各參數的含義為 AF，需要調整的原料油的流量， C1，原料油流量調整的系數，根據實踐值確定，為KT6~KT7數量級， Ia，吸碘值的實際測量值， I目標，設定的目標吸碘值， F，原料油的實際測定流量， Af，需要調整的添加劑的流量， C2，添加劑流量調整的系數，根據實踐值確定，為KT2~KT3數量級， DBP，DBP吸收值的實際測定值， DBP目標，設定的目標DBP吸收值， f，添加劑的實際測定流量。 上述降低油爐法炭黑生產中不合格品比例的方法，所述流量自動控制系統利用DCS軟件平臺進行公式的編入。 上述降低油爐法炭黑生產中不合格品比例的方法，所述流量自動控制系統還包括 流量計、自動調節閥。流量計、自動調節閥串聯在原料油輸送管線上，位于反應爐之前。 油爐法制備炭黑，是將原料油在高溫下進行裂解生成炭黑煙氣，然后將炭黑煙氣 冷卻、收集，濕法造粒，最后干燥得到炭黑成品的過程。在原料油加入之前需要向燃燒室噴 入添加劑碳酸鉀溶液或甲酸鉀溶液，用以控制炭黑的DBP吸收值。設定添加劑的品質及濃 度不變，炭黑的DBP吸收值僅隨添加劑流量的變化。 裂解時，燃料和空氣的體系提供熱量和動能，原料油噴入后吸收能量裂解，然后變 成具有一定表面能的炭黑。我們知道，當體系的能量大，加入的原料油少時，炭黑產品的吸 碘值就高，表面能就大；反之，當體系的能量小，加入的原料油多時，炭黑產品的吸碘值就 低，表面能就低。設定體系所提供的能量以及原料油的品質不變，吸碘值就只隨原料油流量 的變化而變化。 在炭黑的生產中，干燥步驟干燥機出口是炭黑質量控制的取樣點，樣品檢測項目 包括吸碘值、DBP吸收值、加熱減量、粒子強度等，當檢測炭黑的吸碘值高于或低于目標值 時，則操作人員將吸碘值的檢測值輸入DCS軟件平臺中，系統將自動計算出原料油需要調 節的流量，并把這一結果傳輸至原料油流量自動調節閥，原料油的流量即可被調節至目標 值，從而使吸碘值恢復為目標值。同樣，當檢測炭黑的DBP吸收值高于或低于目標值時，則 操作人員將DBP吸收值的檢測值輸入DCS軟件平臺中，系統將自動計算出添加劑需要調節 的流量，并把這一結果傳輸至添加劑流量自動調節閥，添加劑的流量即可被調節至目標值， 從而使DBP吸收值恢復為目標值。 操作人員可以根據實際的質量要求設定目標值，選擇合理的取樣時間。 上述過程能夠使炭黑的吸碘值和DBP吸收值穩定于設定的目標值，最終實現炭黑 質量的有效控制。此過程依靠科學的公式計算、自動化調節，解決了人工調節存在的隨意、 不統一的問題，以及勞動量大、人員成本高的問題。【具體實施方式】 下面結合具體實施例對本專利技術所述內容作進一步詳細的說明。 實施例 原料油通過蛇管式熱交換器（油預熱器）預熱油溫達到200_260°C之間。燃料油 在噴入反應爐之前也經預熱至120°C。燃燒空氣由離心式風機提供并經調節閥控制和流量 計準確計量，在入反應爐前通過管式熱交換器（空氣預熱器）加熱至600~850°C，和燃料 系統輸送來并經霧化噴咀霧化的燃料油混合進入反應爐燃燒室，在燃燒室混合燃燒，產生 1600~1927°C的高溫。 反應所用添加劑（碳酸鉀溶液或甲酸鉀溶液，碳酸鉀溶液濃度為0. 02-30%，甲酸 鉀溶液濃度為〇. 02-65% )在反應爐的爐頭處噴入，添加劑輸送管道上裝有串聯的流量計 和自動調節閥。在反應爐喉管處，由自動調節閥控制和流量計計量的原料油由徑向噴入，產 生含炭黑的煙氣流，急冷水在反應后噴入，使反應溫度降低至950°C以下終止反應。 含炭黑的煙氣流經過一系列換熱設備換熱并經二次冷卻降溫至280°C以下后，經 袋濾器收集炭黑，實現炭黑和尾氣的分離。分離出來的炭黑進入風送管道，被輸送至收集旋 風分離器收集成粉狀炭黑。粉狀炭黑被收集后經攪拌密實、排氣，然后通過螺旋輸送絞龍， 進入濕法造粒機，添加水和粘合劑，在造粒機攪齒的作用下進行造粒。制成的濕粒子進入干 燥機進行脫水干燥。 操作人員在干燥機的出口進行取樣，檢測炭黑的吸碘值和DBP吸收值當檢測炭黑 的吸碘值高于或低于目標值時，則操作人員將吸碘值的檢測值輸入DC本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種降低油爐法炭黑生產中不合格品比例的方法，所述油爐法炭黑的生產包括原料油裂解反應、炭黑煙氣冷卻收集、造粒、干燥的步驟，其特征在于，在原料油裂解反應的步驟中原料油的流量和添加劑的流量通過流量自動控制系統來控制，原料油的流量自動控制系統所用的公式為ΔF＝C1·(IA－I目標)·F2，添加劑的流量自動控制系統所用的公式為Δf＝C2·(DBP－DBP目標)·f1.5，公式中各參數的含義為ΔF，需要調整的原料油的流量，C1，原料油流量調整的系數，根據實踐值確定，為10?6～10?7數量級，IA，吸碘值的實際測量值，I目標，設定的目標吸碘值，F，原料油的實際測定流量，Δf，需要調整的添加劑的流量，C2，添加劑流量調整的系數，根據實踐值確定，為10?2～10?3數量級，DBP，DBP吸收值的實際測定值，DBP目標，設定的目標DBP吸收值，f，添加劑的實際測定流量。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：劉江紅，馬躍輝，
申請(專利權)人：龍星化工股份有限公司，
類型：發明
國別省市：河北;13