Технически въглерод, неговото получаване

Сажди (ГОСТ 7885-86) - тип промишлени въглеродни продукти, използвани най-вече в каучука като пълнител, подсилваща своите полезни свойства за изпълнение. За разлика от кокс и терена е почти един сажди на външен вид прилича.

сфера на приложение

Приблизително 70% от получените сажди се използва за производството на гуми, 20% - за производство на каучукови продукти. Също така, Технически въглерод се използва в производството на бои и производство на мастила, където той служи като черен пигмент.

Друга област на приложение - за производството на пластмаси и обвивка на кабела. Тук продуктът е добавен като пълнител и вземане на продуктите на специални свойства. В малък мащаб сажди се използва и в други отрасли.

особеност

Сажди - процес продукт, съдържащ най-новите инженерни технологии и методи за контрол. Поради своята чистота и строго определен набор от физични и химични свойства, това няма нищо общо със сажди, образуван като замърсена вторичен продукт от въглища и мазут, или нерегламентираните двигатели с вътрешно горене. Според общоприетата международна класификация на въглеродните сажди определен Carbon Black (черен въглерод в превод от английски), сажди на английски език - сажди. Това означава, че в момента тези понятия са по никакъв начин не се бърка.

Амплификация ефект поради сажди попълнено гума има не по-малко важно от отваряне серни условията на вулканизация на гума за развитието на каучуковата промишленост. въглерод гумената състави на голям брой съставки от теглото на второ място каучук. Ефектът на качествените свойства на сажди за каучукови изделия значително по-големи от качествена основната съставка - каучук.

засилване имоти

Подобрени физични свойства на материал чрез въвеждане на пълнител наречен армировка (усилване), и такива усилватели се наричат пълнители (сажди, утаен силициев диоксид). Сред всички усилватели наистина уникалните характеристики на въглероден технически. Дори преди втвърдяване се свързва с каучука, и сместа не може да бъде напълно разделени на сажди и каучук с разтворители.

Сила каучук, получен от основните еластомери:

Таблицата показва свойствата на вулканизати, получени от различни видове каучук незаети и запълнени с въглен. От тези данни може да се види как съдържанието на въглерод в голяма степен оказва влияние върху якостта на опън на каучук компонент. Между другото, други прахове частици, използвани в каучукови смеси, за да придават желания цвят или смес поевтиняването - варовик, каолин, талк, железен оксид и други не са усилващите свойства.

структура

Pure естествен въглерод - това диамант и графит. Те имат кристална структура значително различни един от друг. Дифракция лъч установен прилики в структурата на естествен графит и изкуствен материал е сажди. Въглеродните атоми в графитна форма голям пръстеновидни слоеве кондензирани ароматни системи с interatomic разстояние 0.142 пМ. Тези графитните листи кондензирани ароматни системи се наричат базалните равнини. Разстоянието между равнините е строго определена и е 0.335 пМ. Всички слоеве са разположени паралелно един спрямо друг. Графит плътност е 2.26 г / см ^3.

За разлика от графит с триизмерна поръчка, сажди се характеризира със само двуизмерен редовност. Тя се състои от добре развити графитни равнини, разположени приблизително успоредно един на друг, но изместени спрямо съседните слоеве - това е, произволно ориентирани в равнина, нормална връзка.

Оформени структура графит в сравнение с проби подредени колода карти и сажди структура с колода карти, в които са изместени картите. Това междуплоскостното разстояние по-голямо от това на графит и 0,350-0,365 нм. Следователно, сажди плътност по-ниска от тази на графит и е в рамките на 1,76-1,9 г / см ^3, в зависимост от степента (обикновено 1,8 грама / cm ^3).

оцветяване

черните пигмента (оцветяване) въглеродни използвани в производството на печатни мастила, покрития, пластмаси, влакна, хартия и строителни материали. Те се класифицират, както следва:

• vysokookrashivayuschy сажди (SB);
• sredneokrashivayuschy (MS);
• normalnookrashivayuschy (RC);
• nizkookrashivayuschy (LC).

Третият буквата означава метод за получаване - пещ (F) или канала (С). Пример наименования: HCF - vysokookrashivayuschy пещ сажди (Hiqh Цвят пещ).

продукт оцветяване способност е свързан с размера на частиците. В зависимост от големината им въглероден Технически разделена на групи:

класификация

Сажди за каучук подсилващ ефект на степента е разделена на:

• Vysokousilivayuschy (протектора, твърдо вещество). При условие, повишена здравина и устойчивост на износване. Размерът на частиците е малък (18-30 пМ). Използва се в транспортни ленти, протектори.
• Poluusilivayuschy (скелета, мека). среден размер на частиците (40-60 пМ). Използва се в различни промишлени изделия от каучук, трупове на гумите.
• Nizkousilivayuschy. Размерът на частиците е голям (повече от 60 пМ). Индустрията на гумите използва, е ограничен. Тя осигурява необходимата здравина при запазване на висока еластичност на каучуковите изделия.

Пълна класификация на въглеродните сажди са дадени в стандарт ASTM D1765-03, приета от всички световни производители на продукта и неговите потребители. класификация Това по-специално се провежда на обхвата на специфичната повърхност на частиците:

Производство на въглероден

Има три технологии за промишлена сажди, което се използва в един цикъл на непълно изгаряне на въглеводороди:

• фурна;
• канал;
• тръба;
• плазма.

Налице е също така термично метод, при който разлагането на природен газ или ацетилен при високи температури.

Многобройни марка получени чрез различни технологии имат различни характеристики.

производствени технологии

Теоретично е възможно да се получи сажди всички от горните методи, обаче, повече от 96% от произведен продукт се получава чрез метод пещ на течен фураж. Методът позволява да се получат различни марки на сажди с определен набор от свойства. Например, за сажди Омска растение с помощта на тази технология е повече от 20 въглеродни черни следи.

Обща технология е. В реактор, облицован vysokoogneupornymi материали, доставени природен газ и се загрява до 800 ° С на въздуха. Чрез изгаряне на природен газ, произведен пълни горими продукти, имащи температура 1820-1900 ° С, съдържащ определено количество свободен кислород. При висока температура продукти на пълно изгаряне на течен въглеводород суровина се инжектира, внимателно предварително смесен и се загрява до 200-300 ° С Пиролиза на суровината настъпва при строго контролирана температура, която, в зависимост от марката на сажди произведени има различни стойности 1400-1750 ° С

На известно разстояние от захранващото пространство thermooxidative реакция се прекратява чрез инжектиране на вода. Създадена чрез пиролиза на саждите и реакционните газове влизат въздушния нагревател, в който те се откажат от част от своята топлина, използван в процеса въздух, температурата на uglerodogazovoy на смес капки от 950-1000 ° С до 500-600 ° С

След охлаждане до 260-280 ° С от допълнително инжектиране на вода на сместа от сажди и газове се изпраща към филтър торба, където сажди се отделя от газа и навлиза бункер филтър. Отделеният сажди от бункер филтъра за транспортиране на газ тръбопровод се подава вентилатор (вентилатори) в гранулиращ единица.

Производителите на сажди

Световното производство на сажди е повече от 10 милиона тона. Такъв голям търсенето на продукта се дължи предимно на своите уникални подсилващи свойства. Локомотиви индустрии са:

• Aditya Birla Group (Индия) - около 15% от пазара.
• Cabot Corporation (САЩ) - 14% от пазара.
• Орион Engineered въглени (Люксембург) - 9%.

Най-големите производители на въглероден руски:

• ООД "Omsktehuglerod" - 40% от руския пазар. Растенията в Омск, Волгоград, Могилев.
• ОАО "Ярославъл технически въглерод" - 32%.
• АД "Nizhnekamsktekhuglerod" - 17%.