中国的气炉法炭黑研究.pdfVIP

．中国的气炉法炭黑 胡文海，李炳炎，何伟疆，王定友 (中椽集团炭黑工业研究设计院，643000) 摘要：天然气、油田伴生气和煤层气都是宝贵的资源和能源，然而在远离城市或工业的边 远地区、不能或暂时不能输入管网的零散气源，为了保证煤矿安全或原油生产，常将其向大气直 接排放或经火炬燃烧后排放，这种做法既浪费了资源、又污染了环境。气炉法炭黑装置具有规模 较小，水、电用量和运输量少。投资少，建设时间短等特点，适于零散气源的利用，除环保效益 外也有较好的经济效益。 SRF-L、 本文通过对比气炉法炭黑，包括原有品种WZSRF和最近研制的3个新品种WZ 试验样品的理化性能和橡胶物理机械性能测试数据，阐明气炉法炭黑各品种的性能特点，使国内 外橡胶配方工作者更好地了解和应用这种产品。 与此同时，本文也简介了中国气炉法炭黑生产和应用现状，及中橡集团炭黑工业研究设计院 对气炉法炭黑生产迸行的技术改进。为目前世界上许多地区正在放空的天然气、油田伴生气和煤 层气的回收和利用提供途径 关键词：炭黑：天然气；油田伴生气；煤层气；气炉法 1 前言 天然气、油田伴生气和煤层气都是宝贵的资源和能源，首选利用方式是用作城市民用燃 料，其次是用作工业(如发电)燃料或化工产品的原料。然而在远离城市或工业地区、又不 能或暂时不能输入管网的油田伴生气和煤层气资源，为了保证煤矿安全或原油生产，常将其 向大气直接排放或经火炬燃烧后排放，这种做法既浪费了资源、又污染了环境。据SPDC的 报道[1】，在1996年全球每天有1亿立方米的油田伴生气是以火炬方式放空的。 天然气、油田伴生气和煤层气的主要成份都是甲烷，可以作合成氨、甲醇或甲醛等许多化 工产品的原料，然而这些产品必须有足够大的规模、相应的公用工程和交通运输设施，而且 投资多，建设时间长，对于不能输入管网零散气源的利用来说，通常是不可行的。和上述产 品对比，气炉法炭黑装置规模较小，水、电用量较少，除产品外的运输量也很小。而且投资 少，建设时间短，适于零散气源的利用，除环保效益外也有较好的经济效益【2】。 2 在20世纪40年代以前，以天然气为原料生产的槽法和气炉法炭黑，曾经占有炭黑市场 的主导地位，而且主要是在美国生产的。和槽法炭黑比较，最早生产的气炉法炭黑品种补强 性能不如槽法炭黑，故称之为半补强炭黑(SRF)。由于气炉法炭黑天然气消耗只有槽法炭黑 的1厂7，价格便宜，因此又生产了补强性能较好的、但是天然气消耗量也较高的高定伸炭黑 补强性能更好，品种更多，消耗更低的油炉法炭黑的发展，气炉法炭黑逐步被油炉法炭黑取 代。 然气基本都进入管网以后，已经转移到新疆、广西和甘肃等地区和其他有不能输入管网零散 气源的地方。原料也从以天然气为主，转变为以油田伴生气为主，同时也使用煤层气。产品 品种长期以来只有一个，即天然气半补强炉黑。目前全国的气炉法炭黑生产能力约30kt。 中国的气炉法炭黑是除热裂法炭黑以外，粒径最大，结构最低的炭黑品种，在胶料中可 以大量填充，填充它的硫化胶料有伸长率高，生热低，弹性高，耐老化性能好等优点，适用 于天然橡胶和合成橡胶。主要用于斜交轮胎的缓冲层和帘布层、胶管、胶带、压出制品、工 业橡胶制品。 广西壮族自治区北海市南部的涠洲岛上，设计建造了一套年生产能力为10500吨的气炉法半 补强炭黑生产装置。中国海洋南海西部公司在北部湾开发的海上油田已经开采了十多年，其 油气分离装置最初是利用停泊在油田附近的油轮就地分离，油田伴生气也就地放空。1999年， 该公司在涠洲岛上，建立了油气分离装置。油田伴生气的日排放量为30多万立方米，曾经设 想了多个利用方案。例如向北海市供气，但是由于要建设50km的海上输送管道投资很大， 北海市用气量很少，而且油田伴生气衰减较快。又如建其他化工装置，岛上淡水资源又不足。 因此决定建设气炉法炭黑工厂。2000年投产后，运转正常，每年可以利用油田伴生气量为63 X106m3。 ． 由于涠洲装置规模较大，而且环保要求非常严格，岛上淡水又不足。因此CCBI在设计 中做了很多改进。例如，改进了消耗淡水较多的冷却塔、采用了改进