炭黑生产工艺流程图
第06章 天然气制炭黑
《天然气化工工艺学》 第6章
油炉法炭黑生产技术进展
1）改进反应炉结构、工艺，提高反应温度； 2）采用富氧空气，在原料油或者反应过程中添加结构调节 剂、活化剂或其它成分；
3）扩大单台反应炉的生产能力，采用高温空气预热器、在 线锅炉和尾气锅炉， 以充分利用烟气的物理和化学热；
4）高效袋滤器和新型滤袋、炭黑尾气燃烧废气脱硫装置；
5899 2095 780 8864
8735 3104380 1470 18400
3.8 40 3.6 3.9
炭黑是一种高耗能产品，同时，国际上对环保、安全和 卫生的要求日益严格。因此，炭黑产品正在向节能环保、多 功能和专用化方向发展，生产工艺也在向高技术化、节能环 保方向发展。其新进展主要表现在以下几方面：
火嘴形式、单个火嘴耗气量、火嘴与槽钢间距离、火嘴 间距、加入火房的一次空气量、二次空气量、原料气中烃含 量、烟幕高度和气相条件等。
《天然气化工工艺学》 第6章
(1)火嘴形状和尺寸
对火焰形状和尺寸起决定性影响。
图6.2 槽法炭黑生产用火嘴结构
鱼尾形：火焰不稳定，用于生产较细粒径的高色素炭黑。 鼠尾形：生产中色素炭黑。 蝙蝠形：顶端有槽缝，火焰稳定，多用于生产橡胶用炭黑和 普通色素炭黑。
(3)热裂法炭黑：热裂炭黑（天然气），乙炔炭黑（乙炔）
6.1.1.2 按用途和使用特点分类
(1)橡胶用炭黑： 硬质炭黑（补强）、软质炭黑（填充）； (2)非橡胶用炭黑（特种炭黑）： 色素炭黑、导电炭黑、塑料用炭黑以及其他专用炭黑 （合成革用炭黑、黑色农膜用炭黑）等；
《天然气化工工艺学》 第6章
6.1.2 炭黑的性质
5）改进包装设备和包装方式 。
《天然气化工工艺学》 第6章
利用废硅藻土制备白炭黑
水平
1 2 3
表 1 正交实验因素水平
因素 A w (硫酸 ) , %
因素 B 酸浸温度 / ℃
13
30
15
40
17
50
因素 C 液固比 2. 5 ∶1 3. 0 ∶1 3. 5 ∶1
A b s t ra c t: W h ite ca rbon w as p rep a red f rom w as te d ia tom ite v ia im p u rities2rem ov ing w ith su lfu ric ac id
leach ing, sod ium silica te syn thes is w ith sod ium hyd rox ide, ac id if ica tion w ith su lfu ric ac id, w ash ing and d ry ing, e tc. The fac to rs affec ting the p rep a ra tion w e re stud ied. The op tim um cond itions fo r ac id
·54·
ENV IRONM EN TAL
化 工 环 保 PRO TEC T ION O F CH EM ICAL
INDU S TR Y
2009年第 29卷第 1期
综合利用
利用废硅藻土制备白炭黑
张大捷 1 ,郭婷婷 2 ,侯浩波 2 ,郑学根 3
( 1. 武汉科技学院 环境与城建学院 ,湖北 武汉 430073; 2. 武汉大学 资源与环境科学学院 ,湖北 武汉 430079; 3. 中国石油化工股份有限公司 安庆石化分公司 ,安徽 安庆 246001)
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。
炭黑工艺流程图
高压线
返
回
意 见
查
图 例
(6米)
(6米)
预留地
序号 1 2 3 4
图
例
名
称
序号 5 6 7
图
例
名 公路
称
1914.50
新设计建筑物、构筑物 原有建筑物
1914.5
审
挡土墙 围墙
室外地坪标高 管廊
说明: 1.本图根据曲靖众一精细化工股份有限公司提供的1:500地形图 及有关专业条件进行绘制. 2.图中坐标系为原有半补强装置的假设坐标系。 3.图中所注尺寸均以米计. 4.建(构)筑物 坐标为轴线之交点, 园形构筑物以中心线为准. 图中所注装置标高为室外假定标高. 5. 以原有道路转角为基准点, 6. 坐标假定为A=13.400,B=121.000.
G E 版次
施工版 设计版 说明 设计 日期 校核 日期 审核 日期 审定 日期
主供风机
空气预热器
燃气预热器 注: 1.管道的放尽阀除注明者外一律为DN20.
原料油预热器
中橡集团炭黑工业研究设计院
项目名称
顾客 图名 分项名称 炭黑生产装置
2.原料油和燃料油的扫线接口阀门和胶管接头一律为DN20.
专 业
施工版 设计版 说明 设计 日期 校核 日期 审核 日期 审定 日期
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添加剂罐
添加剂泵
反应炉
中橡集团炭黑工业研究设计院
项目名称
顾客
注: 1.管道的放尽阀除注明者外一律为DN20. 2.原料油和燃料油的扫线接口阀门和胶管接头一律为DN20.
图名
分项名称
炭黑反应及油预热部分(一) 管道及仪表流程图
工艺流程
1、煤焦油加工工艺1）工艺流程叙述煤焦油加工主要由焦油脱水、蒸馏、馏分洗涤、萘结晶、沥青加工等工序组成。
（1）焦油蒸馏原料焦油由加油泵从焦油贮槽中抽出，进入一次蒸发器，并加入一定量的12%碳酸钠溶液（碳酸钠与固定氨盐发生复分解反应生成稳定的钠盐，从而达到脱盐的目的）。
反应原理如下：当加热到220℃-250℃时，固定氨盐会分解成游离酸和氨。
产生的酸存在于焦油中，会引起管道和设备的腐蚀，氨盐的存在还会使焦油馏分起乳化作用。
含萘馏分的脱酚操作造成困难。
因此必须采取脱盐措施，尽量减少焦油馏分中的固定氨盐。
通常采用添加碳酸钠的方法脱盐：2NH4Cl+Na2CO3 2NH3+NaCI+CO2+H2O2NH4CNS+Na2CO3 2NH3+CO2+2NaCNS+H2O（NH4）2SO4+Na2CO3 2NH3+CO2+Na2SO4+H2O以上反应中所生成的钠盐在焦油加热蒸馏温度下不会分解。
在一次蒸发器中，蒸发出轻油和水，经轻油冷却器和油水分离器，分离出的水去废水槽，轻油油气返回蒸发器，一次蒸发器底部出来的无水焦油（含水率低于0.5%）进入管式炉辐射段加热至300-400℃后进入常压塔进行蒸发分馏，常压塔下部排出沥青，作为改质沥青的原料或沥青经换热器换热后自流入沥青高位槽，经一定时间档温度到180-200℃时放料，放入链板式运输机进行直接水冷冷却成型（需定期补充冷却水，用于补充因高温蒸发及进入产品而损失的水分），成品即可外运。
由高置槽及链板机各处产生的沥青烟气经冷却后通过烟气捕集系统送二级洗油吸收处理后排放；蒽油从上数第四层塔板侧线引出，经冷却器冷却后送入蒽油接收槽。
其余馏分混合蒸汽自顶部逸出进入馏分塔的下数第三层塔板。
自馏分塔底部排出蒽油，经蒽油冷却器冷却后，一部分回流入常压塔（回流量0.15-0.2t/t无水焦油，以保证常压塔顶部温度），其余即为蒽油产品，在此过程中产生蒽油不凝气。
轻油自塔顶经冷却器冷凝后得到轻油产品；轻油从馏分塔顶逸出经冷凝冷却，经油水分离器分离后进入轻油槽，一部分回流入馏分塔（控制馏分塔顶部温度),其余即为轻油产品；分离出的水去废水槽。
炭黑及粉料智能称量控制方法
作者简介：叶峰（1977-），男，本科，高级工程师，主要从事设备管理、技术创新及研发工作。
收稿日期：2023-03-14现代橡胶轮胎工业领域中，密炼机上辅机自动控制系统在实际生产过程中的使用已经非常普遍。
一般情况下，上辅机系统主要负责各种物料，如胶料、炭黑、粉料、油料、小料的称量、准备，并控制密炼机进行自动密炼生产。
上辅机系统在进行炭黑、粉料称量过程中，由于各种干预因素（如有炭黑输送的日罐内残余空气的影响，秤斗呼吸滤袋堵塞，平台振动，物料潮湿、结块，称量参数设置不合理等）的影响，经常会出现称量超差、超时现象。
在有气力输送的上辅机系统中，如果日罐除尘器滤袋堵塞，或者正在进行气力输送，物料潮湿、结块，在这些典型情况下进行炭黑、粉料称量，更是极易出现炭黑、粉料称量超差。
某些粉料比重很低（如木质素），下料速度慢，极易出现称量超差或者超时。
传统的炭黑、粉料称量控制方法，称量动作主要包括快称、慢称、点动等，如图1所示，现有技术中的上述控制方法在实际生产中经常会出现慢称动作一停，就直接出现超差的情况。
如果出现超差、超时等情况，需要人工不断的调整各种称量参数，如慢称值、提前量、调整值、点动值，变频高速值、变频低速值等。
这些比较专业的参数，好多工艺、设备、操作人员经常弄不清楚，造成称量合格率低。
此外，现有技术中常规的炭黑及粉料称量控制方法的流程如图2所示，主要包以下步骤：在快称阶段以较快的速度控制称量下料机构下料，然后进入慢称阶段以较慢的速度控制称量下料机构下料，直至秤内物料的称重重量达到预设的予关门值，控制称量下料炭黑及粉料智能称量控制方法叶峰，栾升国，章海龙(杭州中策清泉实业有限公司，浙江 杭州 311404)摘要：本文介绍了一种炭黑及粉料的智能称量控制方法，通过升级原有的称量控制工艺及控制程序，在不增加硬件改造费用的前提下，可以简化参数维护工作量，提高智能称量能力，极大的提高炭黑及粉料的称量合格率水平。
关键词：称量超时；称量超差；点动称量；智能称量；1S 落料估算值中图分类号：TQ330.493文章编号：1009-797X(2024)01-0031-07文献标识码：B DOI:10.13520/ki.rpte.2024.01.007机构停止下料。
炭黑用工艺控制数据计算过程能力指数
3
Ppk=(USL- X )/3s 或 Ppk=( X -LSL )/3s (7)
3.3.2 过程性能指数 Pp 和 Ppk 按 5.5 和 5.6 计算，Pp 和 Ppk 应大于 1.00 才表明工艺能力满足技术指 标要求，理论上 Ppk 不大于 Pp，对于单侧技术指标要求，仅 Ppk 指数适用。
3.3.3 过程性能统计表可填写不同生产时间计算的统计结果（见表 2）。
表2 过程性能统计表
3.2.5 可以用过程能力表来评估生产企业在一定周期（如一周，一个月或者一个季度）内的过程能力
（见表 1）。每个生产阶段或完成 30 次以上测试后，可将测试结果 xi 及其 n、 x 、与目标值之差、MRi、
R 、3ˆ 、Cp，Cpk 等记录在表格中。在阶段性总结时，可以将总平均值（ x ）、与目标值差值的平均
3 程序
1
3.1 采样
3.1.1 为了确保一致性，并能有效地进行过程能力指数与过程性能指数比较，用于计算的所有样本应 该用相同方法收集。用于测试性能并计算过程能力指数与过程性能指数的样本应采用下面方法收集。
3.1.2 所有样品应从造粒后的生产流程中采取，并单独测试，不允许对样品进行混合处理。
3.1.3 通常每 4 个小时取一个样品，但最短不得少于 2 小时，应包括所有进入成品罐的物料的测试结 果。
2 术语和定义
下列术语和定义适用于本部分。 2.1
移动极差平均值（ R ） average moving range ( R ) n 个移动极差的算术平均值，按 R =ΣRi/n 计算。 2.2 Cpk 指数 Cpk index 表征在技术指标范围内由普通因素引起的过程变化程度的指数（见 5.4）。 2.3 移动极差（R） moving range （R） 两个连续、单独测试值之间的绝对差值。 2.4 Ppk 指数 Ppk index 在技术指标范围内由普通和特殊因素引起的过程变化程度的指数（见 5.6）。 2.5 过程能力指数（Cp） process capability index (Cp) 用于比较在上下控制限范围内(USL 和 LSL )普通因素引起的过程变化程度的指数，而不关心过程是 否处于中间状态（见 5.3）。 2.6 过程性能指数(Pp) process performance index(Pp) 用于比较在上下控制限范围内(USL 和 LSL )普通和特殊因素引起的过程变化程度的指数，而不关心 过程是否处于中间状态（见 5.5）。
4个月月记
十二月月记这是我来到马鞍山化学工业公司生产部的第一周，在这一周里生产部教会了我们炭黑厂生产的基本工艺流程，我们也学到了很多学校学不到的知识。
首先是几个化工的专有名词，比如APH、MBF、EBF、CBF、RBF等，APH是指空气预热器，当空气被预热提升温度后，可减少燃烧时所耗费的油量。
MBF指主袋滤器，主要是将炭黑从烟气中分离出留，其中温度大概在180度到220度，所以反应过来的碳烟需要降温.EBF为排气袋滤器，CBF为吸尘袋滤器，RBF为粉末袋滤器。
这三个滤器将整个的生产线的所有残留的，需要回收的炭黑进行回收利用，加大产量。
更有QTD，代表终止反应，NTD表示原料油位置。
除了专有名词，我们还学了工艺流程图。
整个流程分为几个阶段：一、燃烧段：已经预热的燃料油和已经预热的空气进行燃烧，产生的高温燃气高速穿过喉管段，在喉管段喷入已经预热过得原料油，与之进行裂解反应产生炭黑和其余物质。
二、急冷与预热：经过前面的反应，这时候的温度已经达到了1000度以上，而后面的设备无法承受这样的高温，所以在反应器后设置一急冷制冷，在一急冷之后紧接着空气预热器，这时候过来的碳烟温度大约630度，但是温度还是过高，并且为了达到节能的目的，后面连接油预热器，油预热器后设置二急冷控制最后温度，使之达到220度（MBF主滤袋承受温度最高为280度）。
三、过滤与净化：MBF将炭黑与烟气分离，烟气被气电风机抽送到尾气锅炉和干燥用尾气燃烧炉作为燃料使用.EBF和CBF将散落在管道和各个设备的炭黑收集起来，RBF将经过磁选机后的粉末收集输送过来统统进入风源管线重新操作。
四、旋风分离器：风源管线过来的炭黑被送入微米粉碎机（两台的话一般不需要前面加上杂质分离器），然后由风送风机送入旋风分离器（一般旋风分离器是在大楼上面，需要风机送风），旋风分离器将剩余的烟气（含少量炭黑）通过回流风机送回到MBF处，炭黑就进入粉炭罐。
五、造粒：因为生产出来的炭黑很细小，需要造粒将它们变成小颗粒以便出售，所以需要造粒。
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炭黑生产工艺流程图
炭黑是一种由碳素元素组成的黑色粉末，广泛用作增强剂和填料。
以下是炭黑的生产工艺流程图：
1. 原料准备：炭黑的主要原料是矿石或煤。
石墨矿经过磨矿、浮选和干燥处理后，得到精矿。
而煤经过破碎、分选、洗净，并将其煤渣干燥处理，得到干燥的煤粉。
2. 碳化：将石墨精矿或煤粉放入高温熔融的电弧炉中，经过碳化反应，使原料中的碳元素与氧气反应，生成含碳的炉渣。
同时，通过碳化反应，产生的气体经过冷却和净化处理，得到炭黑气体。
3. 分离：将碳黑气体经过净化装置，去除其中的杂质和有害气体，得到纯净的碳黑气体。
然后，通过气体离心机和过滤器，将碳黑气体进一步分离和收集。
4. 均质粉碎：将分离出的碳黑气体通过喷雾干燥器，喷入燃烧室，与氧气反应，燃烧生成的高温气体用于干燥碳黑颗粒。
随后，将干燥后的碳黑颗粒通过机械振动筛分机，进行筛分和粉碎，以获得所需的颗粒大小。
5. 表面处理：将粉碎后的碳黑颗粒进行氧化处理，使其表面形成氧化层。
通过在氧化剂的存在下，对碳黑颗粒进行氧化反应，改善其分散性和增强剂效果。
6. 包装：将经过表面处理的炭黑颗粒，根据客户需要的规格和
包装要求，经过称重、包装和封口等步骤，包装成袋装或散装产品，便于储存和运输。
总结：以上是炭黑的生产工艺流程图。
从原料准备到最终产品的包装，经过碳化、分离、粉碎和表面处理等多个环节，最终生产出高质量的炭黑产品。
这个流程图展示了炭黑生产的主要步骤和关键技术，为生产过程提供了清晰的指导和控制。