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          炭黑用原料油中雜質(zhì)的控制

          時(shí)間:2011-12-06來源:本站作者:Author


          一、雜質(zhì)分類:

            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(shè)備腐蝕后產(chǎn)生的鐵銹等。水份指標(biāo)在炭黑產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)中有明確指標(biāo),焦粒、耐火材料渣子及鐵銹在標(biāo)準(zhǔn)中則沒有明確規(guī)定,僅以篩余物、機(jī)械雜質(zhì)或灰份的形式要求和控制。煤焦油供應(yīng)中應(yīng)對(duì)油品機(jī)械雜質(zhì)以篩余物形式,協(xié)商確定具體控制指標(biāo)。


            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,對(duì)炭黑產(chǎn)品性能影響較大,金屬元素過高會(huì)影響炭黑的結(jié)構(gòu)。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(shè)備外還會(huì)污染環(huán)境。原料油是鹽類的主要來源之一。


            二、雜質(zhì)對(duì)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(duì)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(zhí)行國(guó)標(biāo)4%的要求。


            2. 機(jī)械性雜質(zhì)


            原料油除雜作業(yè),使得煤焦油供應(yīng)商必須具備倉儲(chǔ)加工能力。當(dāng)然也取決于在與客戶簽訂合同時(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(duì)橡膠制品表面光潔度、成膠性能、拉伸強(qiáng)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(qiáng)度和定伸強(qiáng)度下降。因?yàn)槊航褂褪敲浇够母碑a(chǎn)品之一,所以,其硫含量高低,取決于焦化過程中原料煤的供應(yīng)情況,如:產(chǎn)地、賦存條件等。


            4 金屬雜質(zhì)和鹽類


            金屬雜質(zhì)和鹽類含量過高,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,金屬元素含量過高,會(huì)使炭黑的補(bǔ)強(qiáng)性下降,進(jìn)而影響影響橡膠產(chǎn)品的耐磨性和硬度。傳統(tǒng)煤焦油質(zhì)量指標(biāo)中,一般要求煤焦油灰分含量小于等于0.13%。近年來,隨著國(guó)際炭黑企業(yè)進(jìn)駐中國(guó),對(duì)K、Na離子含量的質(zhì)量要求,也逐步為多數(shù)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(yù)防


            根據(jù)統(tǒng)計(jì),2005年炭黑企業(yè)原料油結(jié)構(gòu)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,乙烯焦油消耗一直趨于逐年衰減態(tài)勢(shì)。這主要是成本因素驅(qū)使的結(jié)果?,F(xiàn)如今,炭黑原料油中煤焦油比例已經(jīng)達(dá)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)過程中也使灰份和金屬雜質(zhì)較高。然而,因原料油供應(yīng)結(jié)構(gòu)原因,所導(dǎo)致的瀝青含量無法與乙烯焦油條件下相統(tǒng)一的矛盾狀況將會(huì)持續(xù)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(xiàng)目的成份對(duì)比:


            附表:


            原料油分類 瀝青含量% 灰份% K+ppm Na+ppm


            日本炭黑原料油 <10 <0.1 <2 <6


            美國(guó)炭黑原料油 <11 <0.1 <2 <15


            我廠原引進(jìn)生產(chǎn)線原料油 <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(xiàng)指標(biāo)明顯高于規(guī)定的原料油,僅70%煤焦油+30%蒽油的混合油能勉強(qiáng)達(dá)到要求,但其中瀝青含量仍明顯高出2-3倍。上述的指標(biāo)基本上是產(chǎn)生雜質(zhì)的主要因素。


            目前,國(guó)內(nèi)的焦化企業(yè)、油品貿(mào)易企業(yè)和炭黑企業(yè),對(duì)原料油的除雜方法依然沿用傳統(tǒng)的靜止放水、強(qiáng)制脫水、逐級(jí)過濾和定期清罐等方法,或者采取混配方式來降低雜質(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去除,降低K+、Na+等金屬雜質(zhì)含量。過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(jù)經(jīng)驗(yàn)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%。問題的關(guān)鍵在于:一是過程管理的精細(xì)化程度,一是油品供應(yīng)過程中合作雙方或多方如何做到質(zhì)量保證的成本分?jǐn)?,由合作走向雙贏或共贏。實(shí)際上,無論任何一方,都有能力通過技術(shù)革新,如:改進(jìn)工藝、增加除渣設(shè)施(離心除渣)等,有效控制原料油的供應(yīng)質(zhì)量。

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