×
10.07.2019
219.017.aec6

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ГРАНУЛ САЖИ

Вид РИД

Изобретение

Юридическая информация Свернуть Развернуть
Краткое описание РИД Свернуть Развернуть
Аннотация: Изобретение относится к технологии получения гранулированной сажи, содержащей преимущественно крупносферические гранулы и использующейся в качестве усиливающего наполнителя эластомеров, а также в качестве исходного материала для получения сорбентов и носителей катализаторов. Способ получения гранул сажи включает последовательное смешение в двух зонах горизонтально движущегося и вращающегося с линейной скоростью 5-12 м/с потока сажи с раствором, имеющим различную концентрацию связующей добавки - мелассы до образования гранул и их последующую сушку. Количество мелассы, подаваемой в первую зону, составляет 77-80% от требуемого на грануляцию количества, остальную часть раствора мелассы 20-23% подают во вторую зону. Изобретение обеспечивает получение гранул с размером 3-8 мм. 1 табл., 1 ил.
Реферат Свернуть Развернуть

Изобретение относится к технологии получения гранулированной сажи, содержащей преимущественно крупносферические гранулы и использующейся в качестве усиливающего наполнителя эластомеров, а также в качестве исходного материала для получения сорбентов и носителей катализаторов.

Известны способы получения крупных гранул сажи, включающие смешение пылящей сажи с раствором связующей добавки и продавливание полученной влажной массы под давлением через фильеры с последующими окатыванием и сушкой полученных сферических гранул. Полученный таким образом гранулят отличается средним диаметром частиц от 0,5 до 4,0 мм (Заявка на Европейский патент №0807669, кл. С09С 1/58 и патент США №5480626, кл. С09С 1/58).

Недостатком известных способов получения гранул сажи является сложное аппаратурное оформление технологического процесса, который является энергозатратным в связи с необходимостью использования высокого давления в системе. Кроме того, этим способом невозможно получение качественных гранул размером более 4 мм.

Известен способ получения гранул сажи, включающий смешение сажи с 10-50% общего количества 0,5-1,0%-ного раствора связующей добавки до получения однородной смеси. Смешение осуществляют путем перемешивания в аппарате типа молотковой мельницы или микроизмельчителя. Затем полученную смесь перемещают в смеситель-гранулятор, где в нее подают 90-50% общего количества раствора связующей добавки. Полученную влажную массу обрабатывают в горизонтально движущемся, вращающемся потоке с получением влажных гранул, которые подвергают сушке (Патент Великобритании №1370704, кл. С09С 1/58, прототип).

Недостатком известного способа получения гранул сажи является необходимость наличия отдельного аппарата для смешивания сажи с раствором связующей добавки и невозможность получения гранул размером более 2 мм.

Целью данного изобретения является получение гранул сажи заданного размера - от 3 до 8 мм.

Предлагаемый способ получения гранул сажи включает смешение сажи с водным раствором связующей добавки в два приема с образованием потока однородной, влажной массы сажи, обработку массы сажи путем вращение движущегося потока с линейной скоростью 5-12 м/с до образования влажных гранул сажи и их последующую сушку. Причем водный раствор мелассы подают последовательно в две точки смесителя-гранулятора: в первую с расходом 1400-1450 кг/час при концентрации мелассы 0,4-0,7% по сухому остатку, а через 0,6-0,9 минуты раствор подают во вторую точку смесителя-гранулятора с расходом 350-430 кг/час при концентрации мелассы 1,6-4,2% по сухому остатку.

Отличительными признаками предлагаемого изобретения является обеспечение вращения движущегося потока сажи с линейной скоростью 5-12 м/с, а также использование в качестве связующей добавки водного раствора мелассы. Раствор мелассы подают последовательно в две точки смесителя-гранулятора: в первую с расходом 1400-1450 кг/час при концентрации мелассы 0,4-0,7% по сухому остатку, а через 0,6-0,9 минуты раствор мелассы подают во вторую точку смесителя-гранулятора с расходом 350-430 кг/час при концентрации мелассы 1,6-4,2% по сухому остатку.

Предлагаемая совокупность существенных признаков позволит осуществить получение гранул сажи заданного размера - от 3 до 8 мм.

В процессе мокрого гранулирования сажи условно можно выделить четыре стадии: индукционный период, стадию уплотнения, стадию стабилизации структуры и стадию роста гранул. В индукционном периоде происходит смачивание, разделение и уплотнение агрегатов сажи до критической объемной массы. Эти процессы происходят параллельно друг другу.

Смачивание приводит к ослаблению сил сцепления между агрегатами сажи, что способствует их разделению и перестройке структуры гранулируемой массы. Для быстрого смачивания необходимо большое количество водного раствора связующей добавки, в качестве которой, как правило, используют поверхностно-активные вещества, концентрация которых не превышает 0,4-0,7 мас.% (по сухому остатку).

Уменьшение концентрации раствора ниже 0,4% приводит к увеличению времени смачивания сажи, а увеличение более 0,7% приводит к повышению расхода связующей добавки.

После достижения критической объемной массы происходит лавинообразное слипание агломератов сажи с образованием непрочных гранул. В период гранулообразования насыпная плотность резко возрастает со значения критической объемной массы до плотности, определяемой структурностью сажи.

После образования гранул начинается самая продолжительная стадия процесса - уплотнение, стабилизация структуры и формы гранул. В это время происходит уменьшение размера гранул, рост насыпного веса, а жидкость, содержащаяся в них, переходит из маятникового в канатное и далее - капиллярное состояние. Время, необходимое для этих процессов, составляет 0,2-0,3 от общего времени гранулирования.

Причем уменьшение его менее 0,2 от общего времени гранулирования приводит к получению менее крупных гранул, а увеличение более 0,3 - к уменьшению времени обработки гранул, несовершенству формы гранул и их меньшей плотности.

На стадии роста гранул под воздействием большого числа соударений структура гранулы постепенно уплотняется, в результате чего между частицами создается определенная минимальная толщина пленок, а часть жидкости вытесняется на поверхность, что способствует слипанию гранул между собой и их росту. В этот момент для усиления процесса роста гранул подают 20-23% от общего количества водного раствора связующей добавки с концентрацией в 4,0-6,0 раз большей, чем концентрация раствора, подаваемого на первой стадии. Это способствует падению насыпной плотности гранул и ускорению склеивания гранул между собой.

Снижение количества дополнительно подаваемого раствора связующей добавки менее 20% приводит к уменьшению диаметра гранул, а его увеличение более 23% способствует излишнему росту диаметра гранул. Уменьшение концентрации этой порции связующей добавки менее чем в 4 раза приводит к уменьшению диаметра гранул, а ее увеличение более чем в 6 раз также способствует излишнему росту диаметра гранул.

Важную роль в процессе получении крупных и прочных гранул имеет скорость вращения потока сажи. При низкой скорости вращения потока (менее 5 м/с) образуются гранулы псевдосферической формы. Высокая скорость вращения потока (более 12 м/с) приводит к получению большого количества мелких гранул.

На чертеже представлена принципиальная схема установки для осуществления предлагаемого способа получения гранул сажи.

Установка для получения гранул сажи включает: емкость для сажи 1, шлюзовой питатель 2, смеситель-гранулятор 3 с форсунками 4 и ротором (на чертеже не показан), который приводится во вращение с помощью электродвигателя 5. Смеситель-гранулятор 3 посредством насосов-дозаторов 6 и 7 связан с емкостями для водных растворов связующей добавки с малой концентрацией 8 и большой - 9 и посредством патрубка 10 с сушильным барабаном 11. Сушильный барабан 11, в свою очередь, через шлюзовой питатель 12 соединен с рассеивающим устройством 13.

Установка работает следующим образом.

Пылящая или гранулированная сажа из емкости 1 с помощью шлюзового питателя 2 поступает в смеситель-гранулятор 3, ротор которого приводится во вращение с помощью электродвигателя 5. С помощью насоса 6 в смеситель-гранулятор 3 из емкости 8 подают 77-80% необходимого для грануляции водного раствора связующей добавки (меласса) с концентрацией 0,4-0,7 мас.% (по сухому остатку) и распыляют его с помощью форсунок 4. Из емкости 9 насосом 7 в смеситель-гранулятор 3 подают оставшуюся часть - 20-23% необходимого для грануляции водного раствора связующей добавки с концентрацией 1,6-4,2 мас.% (по сухому остатку) и распыляют с помощью форсунок 4. Из смесителя-гранулятора 3 по патрубку 10 влажные гранулы поступают в сушильный барабан 11, где высушиваются до влажности 0,5-1,0%, а затем шлюзовым питателем 12 подают в рассеивающее устройство 13, где происходит разделение массы продукта на требуемые фракции. После рассева мелкие гранулы и их осколки возвращают на переработку в смеситель-гранулятор 3.

Пример 1 (по прототипу). Пылящую или гранулированную сажу в количестве 1750 кг смешивают в микроизмельчителе (на чертеже не показан) с 50% (875 кг) общего количества 0,5-1,0%-ного раствора связующей добавки до получения однородной смеси. Затем полученную смесь перемещают в смеситель-гранулятор, где в нее подают 875 кг раствора связующей добавки. При этом общее содержание связующей добавки в растворе составляет 0,4% (по сухому остатку). Полученную влажную массу обрабатывают в горизонтально движущемся и вращающемся с линейной скоростью 12 м/с в потоке сажи с получением влажных гранул, которые затем подвергают сушке.

Пример 2 (по предлагаемому изобретению). Пылящая или гранулированная сажа из емкости 1 в количестве 1750 кг поступает в смеситель-гранулятор, где с помощью ротора создается горизонтально движущийся вращающийся с линейной скоростью 5 м/с поток, в который последовательно в двух точка смесителя-гранулятора подают раствор мелассы, количество и концентрация которой различна. В первой точке подают 1400 кг раствора концентрацией 0,4% (по сухому остатку), а во второй - 350 кг раствора с концентрацией 1,6% (по сухому остатку). При этом общее содержание мелассы в растворе составляет 0,56% (по сухому остатку). Общее время грануляции сажи составляет 3 мин, а время пребывания сажи между точками подачи раствора связующей добавки 0,9 мин, а линейная скорость вращения потока сажи составляет 5 м/с.

Пример 3. По примеру 2, но в первой зоне подают 1420 кг раствора мелассы концентрацией 0,4% (по сухому остатку), а во второй - 400 кг раствора с концентрацией 1,6% (по сухому остатку), а линейная скорость вращения потока сажи составляет 12,0 м/с.

Пример 4. По примеру 2, но концентрация раствора мелассы в первой точке составляет 0,7% (по сухому остатку), а во второй - 2,8% (по сухому остатку). При этом общее содержание мелассы в растворе составляет 1,12% (по сухому остатку), а линейная скорость вращения потока сажи составляет 5,0 м/с.

Пример 5. По примеру 2, но в первой точке подают 1410 кг раствора концентрацией 0,7% (по сухому остатку), а во второй - 390 кг раствора с концентрацией 2,8% (по сухому остатку). При этом общее содержание связующей добавки в растворе составляет 1,12% (по сухому остатку), а линейная скорость вращения потока сажи составляет 5,0 м/с.

Пример 6. По примеру 2, но в первой точке подают 1450 кг раствора мелассы концентрацией 0,7% (по сухому остатку), а во второй - 360 кг раствора с концентрацией 4,2% (по сухому остатку). При этом общее содержание связующей добавки в растворе составляет 1,4% (по сухому остатку), а линейная скорость вращения потока сажи составляет 12,0 м/с.

Пример 7. По примеру 2, но в первой точке подают 1420 кг раствора мелассы концентрацией 0,7% (по сухому остатку), а во второй - 430 кг раствора с концентрацией 4,2% (по сухому остатку). При этом общее содержание связующей добавки в растворе составляет 1,4% (по сухому остатку), а линейная скорость вращения потока сажи составляет 5,0 м/с.

Пример 8. По примеру 2, но концентрация раствора мелассы, подаваемой в первой точке, составляет 0,4% (по сухому остатку), а во второй точке - 2,4% (по сухому остатку). При этом общее содержание связующей добавки в растворе составляет 0,8% (по сухому остатку), а линейная скорость вращения потока сажи составляет 5,0 м/с.

Пример 9. По примеру 8, но линейная скорость вращения потока сажи составляет 12,0 м/с.

Пример 10. По примеру 8, но концентрация раствора мелассы, подаваемой в первой точке, составляет 0,7% (по сухому остатку), а во второй точке - 4,5% (по сухому остатку). При этом общее содержание связующей добавки в растворе составляет 1,46% (по сухому остатку), а линейная скорость вращения потока сажи составляет 5,0 м/с.

Пример 11. По примеру 8, но линейная скорость вращения потока сажи составляет 5,0 м/с.

Параметры осуществления предлагаемого способа получения гранул сажи в сравнении с прототипом приведены в таблице.

Анализ данных, приведенных в таблице, показывает, что предложенным способом можно получить крупные гранулы сажи, используя при этом раствор связующей добавки относительно малой концентрации.

Таблица
Параметры процесса получения гранул и качество гранулята
N п/пПодача раствора мелассы в первой точке смесителя-гранулятораПодача раствора мелассы во второй точке смесителя-гранулятораЛинейная скорость вращения потока сажи, м/сГранулометрический состав сажи, %Насыпная плотность, кг/м3
Размер гранул, мм
Расход, кг/чКонцентрация, % (по сухому остатку)Расход, кг/чКонцентрация, % (по сухому остатку)6,05,04,03,02,01,00,50,1<0,1
117500,4-12-----17,382,10,50,1338
214000,43501,6526,632,421,219,8-----358
314200,34001,612-8,322,963,25,6----380
414200,74002,8511,731,442,114,8-----395
514100,73902,8579,815,2-------415
614500,73604,212-3,180,616,3-----417
714200,74304,2530,028,026,44,810,8----390
814000,43502,4532,329,230,58,0-----385
914000,43502,412-18,524,432,125,0----400
1014000,73504,5542,330,527,2------376
1114000,73504,512-10,268,521,3-----400

Способполучениягранулсажи,включающийсмешениесажисводнымрастворомсвязующейдобавкивдваприемасобразованиемпотокаоднородной,влажноймассысажи,ееобработкудообразованиявлажныхгранулсажииихпоследующуюсушку,отличающийсятем,чтообеспечиваютвращениедвижущегосяпотокаслинейнойскоростью5-12м/с,вкачествесвязующегоиспользуютводныйраствормелассы,которыйподаютвпотоксажипоследовательновдветочкисмесителя-гранулятора:впервуюсрасходом1400-1450кг/чприконцентрациимелассы0,4-0,7%посухомуостатку,ачерез0,6-0,9минрастворподаютвовторуюточкусмесителя-грануляторасрасходом350-430кг/чприконцентрациимелассы1,6-4,2%посухомуостатку.
Источник поступления информации: Роспатент

Показаны записи 1-9 из 9.
23.02.2019
№219.016.c62f

Катализатор для риформинга бензиновых фракций и способ его приготовления

Изобретение относится к области производства катализаторов риформинга бензиновых фракций. Описан катализатор риформинга бензиновых фракций, содержащий платину, рений, галоген-хлор или хлор и фтор и носитель - поверхностное соединение дегидратированного моносульфатоцирконата алюминия общей...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002289475
Дата охранного документа: 20.12.2006
29.05.2019
№219.017.672a

Катализатор для окисления со в процессе регенерации катализаторов крекинга и способ его приготовления

Изобретение относится к области нефтепереработки, в частности к катализаторам окисления СО, используемым в качестве добавки к катализатору крекинга для окисления оксида углерода в диоксид углерода в процессе регенерации катализатора крекинга. Предлагаемый катализатор для окисления СО в процессе...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002365408
Дата охранного документа: 27.08.2009
29.05.2019
№219.017.672b

Катализатор для глубокого крекинга нефтяных фракций и способ его приготовления

Изобретение относится к области нефтеперерабатывающей и нефтехимической промышленности, а именно к приготовлению катализаторов глубокого каталитического крекинга нефтяных фракций для производства олефинов C-C и высокооктанового бензина. Предлагаемый катализатор для глубокого крекинга нефтяных...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002365409
Дата охранного документа: 27.08.2009
19.06.2019
№219.017.85b8

Катализатор получения водорода и углерода

Изобретение относится к каталитическим процессам получения водорода и углерода из углеводородсодержащих газов. Предлагаемый катализатор получения водорода и углерода из углеводородсодержащих газов представляет собой продукт плавления смеси оксидов железа, алюминия, кремния, магния и...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002344068
Дата охранного документа: 20.01.2009
19.06.2019
№219.017.85c8

Способ получения массивного катализатора гидропереработки нефтяных фракций

Изобретение относится к области нефтепереработки, в частности к способу получения массивного катализатора гидропереработки нефтяных фракций. Описан способ получения массивного катализатора гидропереработки нефтяных фракций, представляющего собой композицию, в состав которой входят компоненты в...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002346742
Дата охранного документа: 20.02.2009
19.06.2019
№219.017.87ac

Катализатор очистки водородсодержащей газовой смеси от со и способ его приготовления

Изобретение относится к области катализаторов, в частности предназначенных для процессов очистки водородсодержащей газовой смеси от СО путем селективного каталитического окисления СО кислородом воздуха. Описан катализатор очистки водородсодержащей газовой смеси от СО, включающий металлическую...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002336947
Дата охранного документа: 27.10.2008
19.06.2019
№219.017.88a7

Способ получения компонентов моторных топлив (экоформинг)

Изобретение относится к производству экологических высокооктановых компонентов моторных топлив из бензиновых фракций или бензиновых фракций и С-С-углеводородных газов. Изобретение касается способа получения компонентов моторных топлив путем гидрооблагораживания жидких продуктов процессов...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002417251
Дата охранного документа: 27.04.2011
19.06.2019
№219.017.8a48

Катализатор олигомеризации α-метилстирола и способ его приготовления

Настоящее изобретение относится к области катализа. Описан катализатор олигомеризации α-метилстирола, включающий фосфорную кислоту на углеродном носителе, отличающийся тем, что в качестве носителя используют углеродный материал с суммарным объемом пор 0,2-0,6 см/г, со средним размером мезопор в...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002403974
Дата охранного документа: 20.11.2010
29.06.2019
№219.017.9ac9

Способ разделения и осушки продуктов пиролиза

Изобретение относится к области осушки углеводородов и может быть использовано в газоперерабатывающей и нефтехимической отраслях промышленности для разделения и осушки продуктов пиролиза углеводородного сырья. Способ включает многоступенчатое компримирование пирогаза, сепарацию воды и жидких...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002290255
Дата охранного документа: 27.12.2006
Показаны записи 1-4 из 4.
29.05.2019
№219.017.66db

Способ получения пористого углеродного материала

Изобретение предназначено для нефтехимической и химической промышленности и может быть использовано при получении углеродных носителей катализаторов и сорбентов. Гранулированную сажу при перемешивании обрабатывают газообразными углеводородами с температурой 750-1200°С до образования...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002303568
Дата охранного документа: 27.07.2007
19.06.2019
№219.017.87d7

Углеродный мезопористый гемосорбент

Настоящее изобретение относится к пористым нанодисперсным углеродным материалам, применяемым для гемосорбции. Предложен углеродный мезопористый гемосорбент в виде шлифованных гранул псевдосферической формы, состоящих из нанодисперсного углерод-углеродного материала в форме трехмерной матрицы,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002331581
Дата охранного документа: 20.08.2008
19.06.2019
№219.017.8830

Способ получения крупносферического углеродного носителя для катализаторов

Изобретение относится к технологии получения углеродных носителей различного рода катализаторов и сорбентов. Описан способ получения крупносферического углеродного носителя для катализаторов, включающий нагрев движущегося слоя гранулированной сажи до температуры 800-900°С, подачу в него потока...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002361670
Дата охранного документа: 20.07.2009
19.06.2019
№219.017.8833

Способ обработки углеродного мезопористого гемосорбента

Изобретение относится к технологии получения углеродных сорбентов, применяемых для гемосорбции при лечении заболеваний, связанных с накоплением в организме человека токсических веществ определенной природы. Способ обработки углеродного гемосорбента включает обработку пористого углеродного...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002362733
Дата охранного документа: 27.07.2009
+ добавить свой РИД