Введение к работе
Актуальность работы
Технический углерод (сажа) - один из древнейших химических продуктов в мире Промышленное производство сажи существовало в Египте, Древнем Риме и Китае еще до нашей эры Вплоть до начала XX века технический углерод использовался в основном как красящий агент С тех пор как технический углерод заменил окись цинка в качестве основного усиливающего компонента для резин, не было найдено ни одного наполнителя, который обладал бы такой же универсальной комбинацией характеристик как усилитель резиновых смесей В настоящее время в мире производится до 8 млн т технического углерода в год Россия с годовым производством около 600 тыс т находится на шестом месте в мире
По усиливающему действию на резины различают высокоактивные, полуактивные и малоактивные марки технического углерода Каждая группа марок имеет свою область применения — высокоактивные применяются в производстве шин, а малоактивные — для производства эластичных материалов
В настоящее время выпуск малоактивного технического углерода ограничен недостаточным предложением и высокой стоимостью традиционных видов сырья - термогазойля, тяжелой пиролизной смолы, антраценового масла В связи с этим актуальной является задача получения качественного технического углерода из доступного сырья с пониженным содержанием ароматических соединений - мазута топочного, сольвента-нафта, смолы фенольной Данная задача может быть решена с учетом того, что получение технического углерода с удельной условной поверхности 14-39 м /г для производства эластичных резинотехнических изделий возможно при использовании сырья с индексом корреляции от 90 до 120
Использование низкоиндексного сырья требует развития печного технологического процесса для сохранения качества получаемого продукта при переходе на предлагаемые виды сырья
Цель работы
Расширение сырьевых источников производства малоактивного тех нического углерода за счет использования низкоиндексных видов углеводородного сырья Исследование физико-химических свойств технического yi -
лерода, полученного из предлагаемых видов сырья Реализация технологических мероприятий, направленных на приведение качества получаемого продукта в соответствие с запросами потребителей
При этом необходимо решить следующие задачи.
проанализировать современное состояние и перспективы расширения сырьевой базы малоактивного технического углерода,
определить промышленные низкоиндексные продукты нефтехимического и коксохимического производства, обеспечивающие получение технического углерода с приемлемым выходом,
определить пути повышения выхода технического углерода из новых видов сырья на основе математического моделирования технологического процесса,
усовершенствовать процесс получения малоактивного технического углерода за счет интенсификации процессов подготовки сырья и получения техуглеродогазового аэрозоля,
разработать и внедрить технологическую схему получения технического углерода из низкоиндексного сырья
Научная новизна.
Впервые установлена возможность получения технического углерода из низкоиндексных видов углеводородного сырья - мазута топочного и сольвен-та-нафта Определены оптимальные соотношения различных видов сырья при компаундировании — 40-50 (масс ) низкоиндексного и 50-60% (масс ) высокоиндексного сырья - с точки зрения максимальной экономической эффективности процесса и стабильного качества готового продукта Разработана технолоіия подготовки трудносмешивающихся видов сырья с использованием акустических гомогенизаторов Для определения оптимальных параметров технологического процесса использовался расчетный метод, модифицированный использованием уравнения, связывающего критическую температуру испарения сырья с его молекулярной массой Расчетным путем доказана эффективность применения в процессе технологического топлива и найдена оптимальная темперагура воздуха,
подаваемого в реактор для поддержания горения Определены параметры стабилизации и улучшения качества технического углерода с помощью диспергирующих присадок к сырью
Практическая значимость
использование сырьевых смесей с вовлечением низкоиндексных компонентов позволяет расширить сырьевые ресурсы производства малоактивного технического углерода,
предложена технологическая схема производства малоактивного технического углерода с использованием рекуперативного подогрева воздуха и вспомогательного топлива,
внедрены в производство технического углерода в ОАО «Туймазытехуглерод» установки подготовки сырья для получения технического углерода из низкоиндексных видов сырья,
разработана и внедрена технология получения малозольного технического углерода из высокозольного сырья с использованием обессоленной воды
Апробация работы
Основные результаты работы изложены и обсуждены на заседаниях кафедры аналитической химии Башкирского государственного университета и на технических советах ОАО «Туймазытехуглерод» в 2005-2006 гг, на семинаре по обмену опытом в Институте проблем переработки углеводородов Сибирского отделения РАН (г Омск, апрель 2006 г ), на Всероссийской научно-технической конференции «Современные промышленные технологии» (г Нижний Новгород, декабрь 2006 г )
Объем и структура работы
