廣東炭黑廠家炭黑用煤焦油中雜質(zhì)的控制:
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)對油品機械雜質(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,對炭黑產(chǎn)品性能影響較大,金屬元素過高會影響炭黑的結(jié)構(gòu)。原料油中硫的50%將進入炭黑中,另外50%則以氧化物的形式進入尾氣中,除腐蝕設(shè)備外還會污染環(huán)境。原料油是鹽類的主要來源之一。
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(zhí)行國標(biāo)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(yīng)商必須具備倉儲加工能力。當(dāng)然也取決于在與客戶簽訂合同時的質(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,會使炭黑的補強性下降,進而影響影響橡膠產(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,隨著國際炭黑企業(yè)進駐中國,對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,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。這主要是成本因素驅(qū)使的結(jié)果。現(xiàn)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)項目的成份對比:
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
美國炭黑原料油 <11 <0.1 <2 <15
我廠原引進生產(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