專利名稱：一種利用煤焦油為原料制備復(fù)印墨粉色素炭黑的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種復(fù)印墨粉色素炭黑的制備方法，具體地說(shuō)是一種利用煤焦油為原料制備復(fù)印墨粉色素炭黑的方法，屬于炭黑技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
靜電復(fù)印中雙組份體系是最重要的顯影體系，所采用的靜電顯影粉是由色粉(也稱墨粉或調(diào)色劑，以下均稱墨粉)和載體混合而成的。炭黑是墨粉的重要組成，除了作為著色劑外，在墨粉中的主要作用是影響其帶電性和熔融流動(dòng)性，它對(duì)復(fù)印材料的質(zhì)量有著極大的影響。我國(guó)色素炭黑品種少，也沒(méi)有按照不同應(yīng)用領(lǐng)域和炭黑的特殊性能加以區(qū)分，目前國(guó)內(nèi)尚未見(jiàn)復(fù)印墨粉專用色素炭黑的研究報(bào)道。要發(fā)展我國(guó)復(fù)印墨粉的生產(chǎn)，研究并生產(chǎn)適用于墨粉的專用色素炭黑很有必要。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是為了提出一種利用煤焦油為原料制備復(fù)印墨粉色素炭黑的方法。本發(fā)明的目的是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的。本發(fā)明的一種利用煤焦油為原料制備復(fù)印墨粉色素炭黑的方法，采用爐法炭黑臭氧氧化方法制復(fù)印墨粉色素炭黑，分為兩大步，第一步為炭黑基料的準(zhǔn)備，第二步為炭黑氧化；具體步驟為I)在爐法炭黑生產(chǎn)線上，燃料油經(jīng)脫水處理后，進(jìn)行預(yù)熱；然后進(jìn)入液烴燃燒器進(jìn)行燃燒，燃燒完成后降溫；有90%的炭黑被旋風(fēng)分離器收下，10%的炭黑隨同尾氣進(jìn)入布袋過(guò)濾器，凈化后的尾氣排空；旋風(fēng)分離器收下的炭黑由循環(huán)氣體輸送進(jìn)入干法造粒機(jī)造粒，造粒機(jī)出口設(shè)有20目圓筒篩，篩下的為中色素爐法炭黑粒狀基樣；造粒機(jī)前設(shè)有螺旋式放出粉狀炭黑的接口，如要粉狀成品時(shí)，可換布袋壓縮后包裝為粉狀基樣；2)步驟I)得到的炭黑粒狀基樣和臭氧送入立式沸騰塔進(jìn)行初步氧化，氧化完成后經(jīng)旋風(fēng)分離器和氣密伐進(jìn)入臥式旋轉(zhuǎn)氧化器進(jìn)行深度氧化，尾氣隨后進(jìn)入脈沖袋濾器經(jīng)凈化后排空；被氧化的炭黑進(jìn)入造粒機(jī)造粒后為粒狀氧化炭黑成品，不經(jīng)造粒則為粉狀氧化炭黑成品。步驟I)中進(jìn)行預(yù)熱時(shí)是將燃料油用泵提升至穩(wěn)壓缸，然后經(jīng)過(guò)油過(guò)濾器，最后經(jīng)蒸汽夾套管進(jìn)行預(yù)熱；預(yù)熱壓力為25kPa 50kPa，預(yù)熱溫度為70 95°C ；燃料油用泵提升時(shí)是用油恒溫計(jì)量缸進(jìn)行計(jì)量；步驟I)中由鼓風(fēng)機(jī)將空氣送入液烴燃燒器中，空氣的進(jìn)入量由空氣流量計(jì)進(jìn)行計(jì)量;步驟I)中燃料油和空氣進(jìn)行霧化燃燒在液烴燃燒器中有兩層旋流葉片，燃料油被旋轉(zhuǎn)的熱空氣霧化后在燃燒段完全燃燒，產(chǎn)生高溫旋轉(zhuǎn)熱氣流，溫度為1200 1500°C， 并以速度為220 410m/s的速度穿過(guò)噴嘴，其壓力為I. IMPa 2. 5MPa徑向噴入液烴燃燒器的第二層，與未進(jìn)行燃燒的燃料油的氣化物進(jìn)行分散、混合，在反應(yīng)段迅速燃燒裂解生成炭黑和尾氣懸浮物，其溫度為1300°C 1700°C ；步驟I)中是用冷卻水進(jìn)行降溫；根據(jù)各種色素炭黑的特性要求，在反應(yīng)段尾部噴入冷卻水或氧化劑水溶液，使生成物降至900°C以下，終止反應(yīng)(如噴入氧化劑水溶液則炭黑開(kāi)始被氧化)。反應(yīng)生成物經(jīng)立式水夾套后降為600°C，進(jìn)入空氣預(yù)熱器，水夾套熱交換后降為300°C，經(jīng)旋風(fēng)分離器。由炭黑基樣制備復(fù)印墨粉的主要調(diào)控點(diǎn)在研制試產(chǎn)過(guò)程，通過(guò)對(duì)燃燒完全過(guò)程系數(shù)、總風(fēng)油比、喉口氣流速度、喉口溫變、 在反應(yīng)區(qū)停留時(shí)間及結(jié)構(gòu)調(diào)節(jié)劑數(shù)量等工藝控制條件的調(diào)整，試產(chǎn)出不同粒徑、不同表面形狀[以黑度、CTAB (Cetyltri-methyl ammonium bromide)吸附表面積和吸碘值表示]、不同結(jié)構(gòu)[以DBP (Dibutyl phthalate)吸收值表示]及不同表面含氧化合物數(shù)量(以pH值表示)，并按造粒是否，分為粉狀(A)和粒狀(B)兩種樣別。共10個(gè)炭黑基樣，每個(gè)樣品取 IOOkgo按國(guó)標(biāo)GB/T7044-93執(zhí)行，平均油耗為I. 85t油/t炭黑。氧化程度調(diào)控點(diǎn)為了研究氧化程度與產(chǎn)品性能的關(guān)系，以便遴選最佳產(chǎn)品、并確定最佳氧化工藝條件，我們將10個(gè)樣品以及舊中色爐法炭黑產(chǎn)品m、高色素炭黑C121、導(dǎo)電乙炔炭黑(ACET) 均作為氧化階段的基樣，進(jìn)行不同程度氧化的試驗(yàn)。臭氧濃度、氧化溫度、氣流速度、氧化時(shí)間、加入的炭黑基樣量都會(huì)影響氧化程度。在該生產(chǎn)線上試驗(yàn)，我們采用固定基樣炭黑量 (80kg)，控制氧化溫度(40°C )、臭氧濃度(10g/m3 12g/m3)、氣流量(150m3/h 180m3/h) 一樣的條件下，改變氧化的時(shí)間(依次增加30min)，達(dá)到改變氧化程度的目的。氧化產(chǎn)物以基樣右下角數(shù)字加以區(qū)別。氧化產(chǎn)品得率的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為90% 92% (統(tǒng)計(jì)平均91.5%)。氧化后試樣的性能每一組試樣隨著氧化強(qiáng)度的提高，揮發(fā)分明顯增加，流動(dòng)性顯著提高，pH值降低； 同時(shí)看出，粉狀基樣A氧化效果比粒狀基樣B的好，這主要是因?yàn)樵炝：?，與臭氧接觸面小， 影響其氧化效果；另外，ACET、Cft、C121色素炭黑經(jīng)氧化后pH值雖明顯降低，但其流動(dòng)性很難提高?？梢耘袛嘤梅蹱罨鶚颖容^合適。用于復(fù)印機(jī)的炭黑的技術(shù)性能及制備工藝條件根據(jù)遴選出的最佳樣品，擬出預(yù)計(jì)的技術(shù)指標(biāo)和相應(yīng)的生產(chǎn)工藝條件，放大試產(chǎn) (產(chǎn)品代號(hào)為Cs)，提供應(yīng)用，確定產(chǎn)品技術(shù)指標(biāo)，并進(jìn)行中試生產(chǎn)。經(jīng)放大試驗(yàn)、中試生產(chǎn)2年，工藝穩(wěn)定。氧化工段產(chǎn)品平均得率質(zhì)量分?jǐn)?shù)為 91. 5%。實(shí)際試用試產(chǎn)的C復(fù)提供給復(fù)印機(jī)消耗品公司代替迪高沙(德國(guó)進(jìn)口 )炭黑復(fù)配復(fù)印墨粉試產(chǎn)，進(jìn)行復(fù)印試用，效果良好，說(shuō)明C復(fù)符合技術(shù)質(zhì)量要求，可以用于生產(chǎn)復(fù)印墨粉。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例I)在爐法炭黑生產(chǎn)線上，將50kg燃料油經(jīng)脫水處理后，進(jìn)行預(yù)熱；然后進(jìn)入液烴燃燒器進(jìn)行燃燒，燃燒完成后用冷卻水進(jìn)行降溫；有90%的炭黑被旋風(fēng)分離器收下，10% 的炭黑隨同尾氣進(jìn)入布袋過(guò)濾器，凈化后的尾氣排空；旋風(fēng)分離器收下的炭黑由循環(huán)氣體輸送進(jìn)入干法造粒機(jī)造粒，造粒機(jī)出口設(shè)有20目圓筒篩，篩下的為中色素爐法炭黑粒狀基樣；造粒機(jī)前設(shè)有螺旋式放出粉狀炭黑的接口 ；2)步驟I)得到的37kg炭黑粒狀基樣和3kg臭氧送入立式沸騰塔進(jìn)行初步氧化， 氧化完成后經(jīng)旋風(fēng)分離器和氣密伐進(jìn)入臥式旋轉(zhuǎn)氧化器進(jìn)行深度氧化，尾氣隨后進(jìn)入脈沖袋濾器經(jīng)凈化后排空；被氧化的炭黑進(jìn)入造粒機(jī)造粒后得到39kg粒狀氧化炭黑成品。步驟I)中進(jìn)行預(yù)熱時(shí)是將燃料油用泵提升至穩(wěn)壓缸，然后經(jīng)過(guò)油過(guò)濾器，最后經(jīng)蒸汽夾套管進(jìn)行預(yù)熱；預(yù)熱壓力為27kPa，預(yù)熱溫度為83°C ；燃料油用泵提升時(shí)是用油恒溫計(jì)量缸進(jìn)行計(jì)量；步驟I)中由鼓風(fēng)機(jī)將60000L空氣送入液烴燃燒器中，空氣的進(jìn)入量由空氣流量計(jì)進(jìn)行計(jì)量；步驟I)中燃料油和空氣進(jìn)行霧化燃燒在液烴燃燒器中有兩層旋流葉片，燃料油被旋轉(zhuǎn)的熱空氣霧化后在燃燒段完全燃燒，產(chǎn)生高溫旋轉(zhuǎn)熱氣流，溫度為1370°C，并以速度為260m/s的速度穿過(guò)噴嘴，其壓力為I. 33MPa徑向噴入液烴燃燒器的第二層，與未進(jìn)行燃燒的燃料油的氣化物進(jìn)行分散、混合，在反應(yīng)段迅速燃燒裂解生成炭黑和尾氣懸浮物，其溫度為 1550。。。將上述方法制得的炭黑成品用于復(fù)印機(jī)復(fù)印，與國(guó)外同類產(chǎn)品進(jìn)行比較，如表5 所示，從表5看出，C復(fù)與進(jìn)口的幾種復(fù)印墨粉色素炭黑技術(shù)性能基本相同。表5C復(fù)與國(guó)外同類產(chǎn)品性能比較
權(quán)利要求
1.一種利用煤焦油為原料制備復(fù)印墨粉色素炭黑的方法，其特征在于具體步驟為1)在爐法炭黑生產(chǎn)線上，燃料油經(jīng)脫水處理后，進(jìn)行預(yù)熱；然后進(jìn)入液烴燃燒器進(jìn)行燃燒，燃燒完成后降溫；有90%的炭黑被旋風(fēng)分離器收下，10%的炭黑隨同尾氣進(jìn)入布袋過(guò)濾器，凈化后的尾氣排空；旋風(fēng)分離器收下的炭黑由循環(huán)氣體輸送進(jìn)入干法造粒機(jī)造粒， 造粒機(jī)出口設(shè)有20目圓筒篩，篩下的為中色素爐法炭黑粒狀基樣；造粒機(jī)前設(shè)有螺旋式放出粉狀炭黑的接口，如要粉狀成品時(shí)，可換布袋壓縮后包裝為粉狀基樣；2)步驟I)得到的炭黑粒狀基樣和臭氧送入立式沸騰塔進(jìn)行初步氧化，氧化完成后經(jīng)旋風(fēng)分離器和氣密伐進(jìn)入臥式旋轉(zhuǎn)氧化器進(jìn)行深度氧化，尾氣隨后進(jìn)入脈沖袋濾器經(jīng)凈化后排空；被氧化的炭黑進(jìn)入造粒機(jī)造粒后為粒狀氧化炭黑成品，不經(jīng)造粒則為粉狀氧化炭黑成品。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種利用煤焦油為原料制備復(fù)印墨粉色素炭黑的方法，其特征在于步驟I)中進(jìn)行預(yù)熱時(shí)是將燃料油用泵提升至穩(wěn)壓缸，然后經(jīng)過(guò)油過(guò)濾器，最后經(jīng)蒸汽夾套管進(jìn)行預(yù)熱；預(yù)熱壓力為25kPa 50kPa，預(yù)熱溫度為70 95°C ；燃料油用泵提升時(shí)是用油恒溫計(jì)量缸進(jìn)行計(jì)量。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種利用煤焦油為原料制備復(fù)印墨粉色素炭黑的方法，其特征在于步驟I)中由鼓風(fēng)機(jī)將空氣送入液烴燃燒器中，空氣的進(jìn)入量由空氣流量計(jì)進(jìn)行計(jì)量。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種利用煤焦油為原料制備復(fù)印墨粉色素炭黑的方法，其特征在于步驟I)中燃料油和空氣進(jìn)行霧化燃燒在液烴燃燒器中有兩層旋流葉片，燃料油被旋轉(zhuǎn)的熱空氣霧化后在燃燒段完全燃燒，產(chǎn)生高溫旋轉(zhuǎn)熱氣流，溫度為1200 1500°C， 并以速度為220 410m/s的速度穿過(guò)噴嘴，其壓力為I. IMPa 2. 5MPa徑向噴入液烴燃燒器的第二層，與未進(jìn)行燃燒的燃料油的氣化物進(jìn)行分散、混合，在反應(yīng)段迅速燃燒裂解生成炭黑和尾氣懸浮物，其溫度為1300°C 1700°C。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種利用煤焦油為原料制備復(fù)印墨粉色素炭黑的方法，其特征在于步驟I)中是用冷卻水進(jìn)行降溫。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種復(fù)印墨粉色素炭黑的制備方法，具體地說(shuō)是一種利用煤焦油為原料制備復(fù)印墨粉色素炭黑的方法，屬于炭黑技術(shù)領(lǐng)域。采用爐法炭黑臭氧氧化方法制復(fù)印墨粉色素炭黑，分為兩大步，第一步為炭黑基料的準(zhǔn)備，第二步為炭黑氧化制得的炭黑成品用于復(fù)印機(jī)復(fù)印，與國(guó)外同類產(chǎn)品進(jìn)行比較，與進(jìn)口的幾種復(fù)印墨粉色素炭黑技術(shù)性能基本相同。
文檔編號(hào)C09C1/50GK102585563SQ20121000823
公開(kāi)日2012年7月18日 申請(qǐng)日期2012年1月12日 優(yōu)先權(quán)日2012年1月12日
發(fā)明者韓釗武 申請(qǐng)人:韓釗武