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炭黑用原料油中雜質(zhì)的控制

時(shí)間:2011-12-06來(lái)源:本站作者:Author


一、雜質(zhì)分類(lèi):

  炭黑的雜質(zhì)主要分為物理性雜質(zhì)和化學(xué)性雜質(zhì)。


  1. 物理性雜質(zhì)


  包括水份、焦粒、耐火材料掉下的渣子及設備腐蝕后產(chǎn)生的鐵銹等。水份指標在炭黑產(chǎn)品標準中有明確指標,焦粒、耐火材料渣子及鐵銹在標準中則沒(méi)有明確規定,僅以篩余物、機械雜質(zhì)或灰份的形式要求和控制。煤焦油供應中應對油品機械雜質(zhì)以篩余物形式,協(xié)商確定具體控制指標。


  2.化學(xué)性雜質(zhì)


  原料油中的一些金屬元素、硫及一些鹽類(lèi),對炭黑產(chǎn)品性能影響較大,金屬元素過(guò)高會(huì )影響炭黑的結構。原料油中硫的50%將進(jìn)入炭黑中,另外50%則以氧化物的形式進(jìn)入尾氣中,除腐蝕設備外還會(huì )污染環(huán)境。原料油是鹽類(lèi)的主要來(lái)源之一。


  二、雜質(zhì)對炭黑使用性能產(chǎn)生影響


  炭黑是橡膠制品的原料,所以,煤焦油中雜質(zhì)除了影響炭黑產(chǎn)品質(zhì)量外,最終會(huì )對橡膠制品的性能產(chǎn)生影響。


  1水份


  通常煤焦油產(chǎn)品的水分要求執行國標4%的要求。


  2. 機械性雜質(zhì)


  原料油除雜作業(yè),使得煤焦油供應商必須具備倉儲加工能力。當然也取決于在與客戶(hù)簽訂合同時(shí)的質(zhì)量要求。不管怎樣,焦粒,耐火材料爐渣和鐵銹等雜質(zhì)最終會(huì )對橡膠制品表面光潔度、成膠性能、拉伸強度、耐曲撓性、抗龜裂性、使用周期等產(chǎn)生影響。


  3 硫含量


  硫的存在橡膠的早期硫化,甚至引起焦燒,從而使橡膠塑性——彈性的變化提前,進(jìn)而造成成膠后期拉伸強度和定伸強度下降。因為煤焦油是媒焦化的副產(chǎn)品之一,所以,其硫含量高低,取決于焦化過(guò)程中原料煤的供應情況,如:產(chǎn)地、賦存條件等。


  4 金屬雜質(zhì)和鹽類(lèi)


  金屬雜質(zhì)和鹽類(lèi)含量過(guò)高,將會(huì )造成橡膠制品表面龜裂、老化加速和使用壽命縮短。.其中,金屬元素含量過(guò)高,會(huì )使炭黑的補強性下降,進(jìn)而影響影響橡膠產(chǎn)品的耐磨性和硬度。傳統煤焦油質(zhì)量指標中,一般要求煤焦油灰分含量小于等于0.13%。近年來(lái),隨著(zhù)國際炭黑企業(yè)進(jìn)駐中國,對K、Na離子含量的質(zhì)量要求,也逐步為多數炭黑企業(yè)所接受,通常要求:K離子含量要求不大于2ppm,Na離子含量要求不大于20ppm。


  三、雜質(zhì)的產(chǎn)生及預防


  根據統計,2005年炭黑企業(yè)原料油結構中,煤焦油占到44.8%,蒽油占到31.2%,乙烯焦油則僅占24%。歷年來(lái),乙烯焦油消耗一直趨于逐年衰減態(tài)勢。這主要是成本因素驅使的結果?,F如今,炭黑原料油中煤焦油比例已經(jīng)達到約60%~80%。煤焦油由于重質(zhì)餾份包括四環(huán)以上芳烴和雜環(huán)成份高,瀝青含量大,在炭黑生產(chǎn)過(guò)程中也使灰份和金屬雜質(zhì)較高。然而,因原料油供應結構原因,所導致的瀝青含量無(wú)法與乙烯焦油條件下相統一的矛盾狀況將會(huì )持續存在下去。附表列出了煤焦油與炭黑生產(chǎn)所要求的原料油中有關(guān)項目的成份對比:


  附表:


  原料油分類(lèi) 瀝青含量% 灰份% K+ppm Na+ppm


  日本炭黑原料油 <10 <0.1 <2 <6


  美國炭黑原料油 <11 <0.1 <2 <15


  我廠(chǎng)原引進(jìn)生產(chǎn)線(xiàn)原料油 <11 <0.07 <2 <20


  煤焦油 25-35 0.1-0.3 3-10 20-200


  70%煤焦油+30%蒽油 20-25 0.1-0.2 2-5 10-50


  從附表可以看出,煤焦油各項指標明顯高于規定的原料油,僅70%煤焦油+30%蒽油的混合油能勉強達到要求,但其中瀝青含量仍明顯高出2-3倍。上述的指標基本上是產(chǎn)生雜質(zhì)的主要因素。


  目前,國內的焦化企業(yè)、油品貿易企業(yè)和炭黑企業(yè),對原料油的除雜方法依然沿用傳統的靜止放水、強制脫水、逐級過(guò)濾和定期清罐等方法,或者采取混配方式來(lái)降低雜質(zhì)的產(chǎn)生,如煤焦油+蒽油或煤焦油+乙烯焦油。脫水可以將部分可溶性金屬鹽類(lèi)去除,降低K+、Na+等金屬雜質(zhì)含量。過(guò)濾和清罐可以除去部分瀝青和沉積物,減少焦粒產(chǎn)生。原料油的混配也有一定作用,據經(jīng)驗介紹,50%蒽油+50%煤焦油比20%蒽油+80%煤焦油生產(chǎn)出的炭黑其篩余物和灰份能下降30-50%。問(wèn)題的關(guān)鍵在于:一是過(guò)程管理的精細化程度,一是油品供應過(guò)程中合作雙方或多方如何做到質(zhì)量保證的成本分攤,由合作走向雙贏(yíng)或共贏(yíng)。實(shí)際上,無(wú)論任何一方,都有能力通過(guò)技術(shù)革新,如:改進(jìn)工藝、增加除渣設施(離心除渣)等,有效控制原料油的供應質(zhì)量。

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