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8090 年代开发的新工艺炭黑生产技术， 单台生产能力为052。0万吨/年，在线空气预热器的预 热温度为300650弋;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 3.04。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。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153万吨/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650800弋; 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。当前，美国炭黑工业正在推行计算机辅助操作参数最 佳化-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850C,原料油预热到180C,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ASTM标准。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 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3000kW，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弋的空气在反应炉燃烧段混合、燃 烧，产生1970C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180C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。进入干燥筒体内的气流被排气风机抽 送到排气袋滤器，过滤下来的炭黑进入炭黑风送系统，气体 经 30 米高排气放空烟囱排放到大气。生产过程中出现的不合格产品或由筛选机筛选出的不合格 粒子被送到不合格品罐,由再处理风机送到再处理袋滤器，与 设备吸尘和包装机吸尘系统的含炭黑气体一同过滤，回收的 炭黑重新送入风送系统，加工后成为合格产品。