油爐法炭黑（oil furnace black）是以液態烴如煤焦油系或石油系油品為原料，在反應爐中於1200～1650℃燃燒、裂解而生成的炭黑。簡稱油爐黑。根據反應爐的結構和形式，可分為硬質炭黑爐和軟質炭黑爐。硬質炭黑爐用以生產超耐磨爐黑、中超耐磨爐黑和高耐磨爐黑。軟質炭黑爐可生產快壓出爐黑、通用爐黑和半補強爐黑等。
基本介紹
- 中文名：油爐法炭黑
- 外文名：oil furnace black
- 應爐的結構：硬質炭黑爐和軟質炭黑爐
- 分類：新工藝和老工藝
- 特點：細粉含量低，飛揚少
- 影響：原料的組成和性質、反應溫度
簡介,反應爐爐型,分類,與填充硫化膠物性關係,工藝流程,影響因素,
簡介
在控制的條件下，將液態烴類原料噴入特製的反應爐內，在適量空氣中，經不完全燃燒、裂解生成的一類炭黑。生成後炭黑懸浮在煙氣中，經冷卻、收集、精製和造粒製得成品。液態烴如煤焦油、蔥油、防腐油、乙烯焦油等。油爐法炭黑產量大，成本低，品種多，能耗小，收率高，是最重要的炭黑生產方法。油爐法已全部採用新工藝。根據工藝設備不同，可生產硬質和軟質兩類炭黑。硬質炭黑用於輪胎胎面等，軟質炭黑用於胎側等。
反應爐爐型
油爐法炭黑由於所用反應爐的爐型不同，曾分為新工藝和老工藝兩種類型。老工藝反應爐通常是臥式圓筒型的單室爐，原料油和空氣由爐子的一端進入爐中，一部分原料油燃燒產生熱能，使另一部分原料油裂解生成炭黑。早期的N110、N220和N330均用這種爐型生產。
國外在70年代、國內在80年代開始使用新工藝反應爐生產。在這種反應爐中，一部分油（稱之為燃料油）和空氣混合燃燒產生高溫氣流，將另一部分油（原料油）在內徑很小的喉管段噴入高速氣流中裂解生成炭黑。採用新工藝反應爐以後，不僅提高了油的收率，而且生成炭黑的聚集體分布均勻，CTAB比表面積、著色強度提高，其橡膠物理機械性能隨之提高。同時，用新工藝反應爐還可以生產過去很難生產的高結構炭黑，如N234、N339等品種，因此曾把N234、N339等品種稱之為新工藝炭黑。由於新工藝反應爐已經普及，故N110、N220、N330等老品種，近年來也都是採用新工藝反應爐生產，新、老工藝的品種區分實際上已不存在。
分類
油爐法炭黑按粒徑大小可分為超耐磨爐黑、中超耐磨爐黑，高耐磨爐黑、快壓出爐黑、通用爐黑、半補強爐黑，噴霧炭黑和大粒子油爐黑等。每一品種的炭黑又有不同結構的衍生品種。
與填充硫化膠物性關係
油爐黑與填充硫化膠物性的關係是：拉伸強度隨粒徑減小、吸碘值（表示比表面）增大而提高，吸油值和吸碘值增大，伸長率下降，磨耗減小；300%定伸強度、硬度，門尼粘度均隨吸油值增大而增大，吸碘值則影響不大，但曲撓性則隨吸碘值增大而增大，吸油值則無明顯影響；彈性隨吸碘值增大而下降，而壓縮生熱卻隨吸碘值增大而提高。
工藝流程
油爐法炭黑生產的工藝流程如下：
工藝流程炭黑造粒方法分乾法和濕法兩種。乾法是依靠炭黑自身的吸附力造粒，設備較簡單，成本也較低，但成粒炭黑的粒子強度低，細粉含量較高。濕法是加水和黏結劑造粒，並經乾燥而得成品，設備較複雜，成本較高，但成粒炭黑粒子強度較高，細粉含量低，飛揚少，適於散裝運輸。
影響因素
從表面上看，油爐法炭黑的生產過程很簡單，實際上，炭黑的生成過程及其所發生的化學反應卻相當複雜。單是原料在反應爐內發生的化學反應就有幾十個。因此，生產工藝條件稍有改變，就會使產品的產量和質量受到影響。只有嚴格地控制生產工藝條件，才能確保炭黑的產量和質量的提高和穩定。
影響油爐法炭黑生產的因素很多，其中主要包括：原料的組成和性質、反應溫度、壓力和停留時間以及工藝操作條件。
