本發(fā)明涉及石化領(lǐng)域，具體涉及一種生產(chǎn)導(dǎo)電炭黑的方法和系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、在我國因原油儲量的減少和環(huán)保意識逐漸加強，劣質(zhì)油的可獲得性和加工利潤的增大，使得低品質(zhì)汽油柴油市場份額降低。同時對高品質(zhì)汽油需求的也逐步增大。而經(jīng)濟增長減慢使得柴油結(jié)構(gòu)性過剩，柴油的市場份額逐漸降低，而低碳烯烴與芳烴等化工原料的空缺仍需補充，以實現(xiàn)煉油轉(zhuǎn)型并進一步發(fā)展。故需要開發(fā)劣重質(zhì)油生產(chǎn)化工料的高溫裂解技術(shù)，從而實現(xiàn)油向化工的成功轉(zhuǎn)型。

2、炭黑是一種重要的化工原料，作為橡膠工業(yè)補強填充劑、膠料的著色劑或調(diào)色劑，廣泛應(yīng)用于油墨、涂料、制革、化纖、冶金、電子、感光材料、黑色農(nóng)膜和包裝材料等諸多領(lǐng)域。現(xiàn)有技術(shù)生產(chǎn)炭黑工藝包括爐黑、槽黑、熱解黑和燈煙黑等生產(chǎn)工藝。中國專利(zl89104111)提供了一種以天然氣為燃料，富氧氣體做助燃劑的炭黑生產(chǎn)方法。該方法改善了爐溫的穩(wěn)定性，保證供熱，但沒有很好地解決炭黑的產(chǎn)率和品質(zhì)的問題。

3、導(dǎo)電炭黑一般是由天然氣制乙炔副產(chǎn)炭黑而得到的，其主要反應(yīng)過程為原料天然氣和氧氣分別在氣體預(yù)熱器中加熱到一定溫度后，混合進入反應(yīng)爐。一部分天然氣燃燒為反應(yīng)提供熱能，是另外一部分天然氣在1500℃左右進行裂解反應(yīng)，生產(chǎn)乙炔。而乙炔在高溫下易分解成炭黑和氫氣，所以高溫下的反應(yīng)最佳時間僅有千分之幾秒，通過噴水淬冷來終止反應(yīng)。雖然反應(yīng)時間極短，但還是有炭黑生成。在這個過程中炭黑是一種副產(chǎn)物。

4、cn110204930b一種控制導(dǎo)電炭黑比表面積的生產(chǎn)方法及輸料設(shè)備，屬于導(dǎo)電炭黑制備技術(shù)領(lǐng)域。控制導(dǎo)電炭黑比表面積的生產(chǎn)方法包括將混合的乙炔和烴類原料在1300～1500℃下發(fā)生裂解反應(yīng)；烴類原料包括烴類化合物中的一種或多種的組合。通入乙炔發(fā)生裂解反應(yīng)在1800℃下得到的導(dǎo)電炭黑的比表面積一般在80m2/g以上。cn112210233a本發(fā)明涉及導(dǎo)電炭黑的制備方法，主要天然氣制乙炔副產(chǎn)炭黑有效再生方法缺失的問題。本發(fā)明通過導(dǎo)電炭黑的制備方法，包括以下步驟：a)酸處理：原料炭黑用酸溶液處理，得導(dǎo)電炭黑中間品i；(b)堿處理：導(dǎo)電炭黑中間品i用堿溶液處理，導(dǎo)電炭黑中間品ii；(c)負(fù)載鹽：導(dǎo)電炭黑中間品ii與含鹽水溶液混合，得導(dǎo)電炭黑中間品iii；(d)煅燒：煅燒導(dǎo)電炭黑中間品iii得導(dǎo)電炭黑成品的技術(shù)方案，較好的解決了該問題，可用于工業(yè)裝置天然氣制乙炔副產(chǎn)炭黑的回收利用生產(chǎn)中。cn112210233a一種粒狀導(dǎo)電炭黑及其制備方法，屬于導(dǎo)電炭黑技術(shù)領(lǐng)域。粒狀導(dǎo)電炭黑的制備方法包括將導(dǎo)電炭黑原料依次經(jīng)過溫度≥80℃的水濕潤、濕法造粒和干燥。通過利用溫度≥80℃的水浸潤導(dǎo)電炭黑原料，使導(dǎo)電炭黑原料的親水性能增強，溫度≥80℃的水進入到導(dǎo)電炭黑原料的微孔結(jié)構(gòu)中，達到良好的濕潤效果，進一步通過濕法造粒和干燥制得粒徑分布均勻的粒狀導(dǎo)電乙炔炭黑。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的是提供一種生產(chǎn)導(dǎo)電炭黑的方法和系統(tǒng)。為了克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，本發(fā)明設(shè)計了一套反應(yīng)系統(tǒng)，由裂解原料直接一步法生產(chǎn)導(dǎo)電炭黑，跳過乙炔的生產(chǎn)環(huán)節(jié)。

2、本發(fā)明的第一方面提供了一種生產(chǎn)導(dǎo)電炭黑的方法，包括：

3、(1)在惰性無氧氣氛下加熱裂解反應(yīng)器至反應(yīng)溫度后，向裂解反應(yīng)器中通入裂解原料和載氣進行裂解反應(yīng)，得到包含導(dǎo)電炭黑和氣體產(chǎn)物的裂解產(chǎn)物；

4、(2)裂解產(chǎn)物經(jīng)急冷介質(zhì)冷卻后，通過氣固分離器分離得到導(dǎo)電炭黑，氣固分離后的氣體經(jīng)過濾后收集于氣體收集器中得到氣體產(chǎn)物；

5、其中，所述裂解反應(yīng)器的反應(yīng)溫度為800-3000℃，優(yōu)選為1000-1500℃；

6、反應(yīng)時間為20毫秒-10秒，優(yōu)選為40毫秒-2秒；

7、所述裂解產(chǎn)物的急冷降溫速度為50-1000℃/毫秒，優(yōu)選為50-500℃/毫秒；和/或

8、所述裂解產(chǎn)物經(jīng)冷卻后的溫度為100-900℃，優(yōu)選為200-500℃。

9、根據(jù)第一方面的方法，其中，所述裂解原料為劣質(zhì)油和/或催化裂化低價值產(chǎn)物；和/或

10、所述載氣選自以下一種或多種：氮氣、氦氣、氬氣、甲烷和c2-c4輕烴；

11、優(yōu)選地，所述劣質(zhì)油選自減壓渣油、煤焦油和溶劑脫瀝青油中的一種或幾種；和/或所述催化裂化低價值產(chǎn)物選自催化裂化油漿、催化裂化柴油和催化裂化回?zé)捰椭械囊环N或幾種。

12、根據(jù)第一方面的方法，其中，所述載氣與所述裂解原料的單位時間進料比為0.1-20升/克，優(yōu)選為0.5-10升/克。

13、根據(jù)第一方面的方法，其中，所述裂解原料和載氣經(jīng)預(yù)熱后進入裂解反應(yīng)器；

14、優(yōu)選地，所述裂解原料的預(yù)熱溫度為200-600℃，更優(yōu)選為200-500℃；和/或所述載氣的預(yù)熱溫度為500-2500℃，更優(yōu)選為800-2000℃。

15、根據(jù)第一方面的方法，其中，所述急冷介質(zhì)選自以下一種或多種：水、氮氣、氬氣，優(yōu)選為液氮。

16、本發(fā)明的第二方面提供了一種生產(chǎn)導(dǎo)電炭黑的系統(tǒng)，包括：

17、進料單元，包括：

18、第一預(yù)熱爐，用于預(yù)熱載氣；

19、第二預(yù)熱爐，用于預(yù)熱裂解原料；

20、反應(yīng)單元，包括：

21、裂解反應(yīng)器，所述裂解反應(yīng)器為沿軸向水平設(shè)置的管狀反應(yīng)器，其設(shè)置有原料入口和裂解產(chǎn)物出口，經(jīng)反應(yīng)單元的第一預(yù)熱爐預(yù)熱的載氣和第二預(yù)熱爐預(yù)熱的裂解原料通過原料入口進入裂解反應(yīng)器進行裂解反應(yīng)；

22、高頻電感應(yīng)加熱設(shè)備，其包括套設(shè)于所述裂解反應(yīng)器外周的電磁感應(yīng)線圈，用于加熱所述裂解反應(yīng)器；

23、產(chǎn)物分離收集單元，包括：

24、氣固分離器，其設(shè)置有裂解產(chǎn)物入口、氣體出口和一個或多個急冷介質(zhì)入口，所述裂解產(chǎn)物入口與反應(yīng)單元的裂解反應(yīng)器的裂解產(chǎn)物出口相連接，所述急冷介質(zhì)入口設(shè)置于所述氣固反應(yīng)器的上游；

25、過濾器，用于過濾氣固分離器分離得到的氣體；

26、氣體收集器，用于收集經(jīng)過濾器過濾的氣體產(chǎn)物。

27、根據(jù)第二方面的系統(tǒng)，其中，所述裂解反應(yīng)器的材料選自以下一種或多種：鎢、鉬、鉭、鈮、釩、鉻、鈦、鋯、稀土金屬的硼化物、稀土金屬的碳化物、稀土金屬的氮化物、稀土金屬的硅化物、稀土金屬的磷化物和稀土金屬的硫化物；

28、其中，稀土金屬選自鑭、鈰、鐠和釹中的一種或多種。

29、根據(jù)第二方面的系統(tǒng)，其中，所述裂解反應(yīng)器包括第一擴徑段、反應(yīng)段和第二擴徑段，所述第一擴徑段和第二擴徑段的內(nèi)徑大于所述反應(yīng)段的內(nèi)徑，所述電磁感應(yīng)線圈套設(shè)于所述反應(yīng)段的外周。

30、通過上述技術(shù)方案，本發(fā)明的優(yōu)點在于：

31、(1)電磁感應(yīng)線圈加熱裂解反應(yīng)器，可以實現(xiàn)裂解反應(yīng)器的快速升溫，并且反應(yīng)溫度控制簡單、操作穩(wěn)定；

32、(2)可以提供超高溫、極短反應(yīng)時間，實現(xiàn)劣質(zhì)油和/或低價值的催化裂化反應(yīng)產(chǎn)物的直接裂解；

33、(3)本發(fā)明的生產(chǎn)炭黑的方法可以簡便高效地同時制備導(dǎo)電炭黑，且炭黑的收率高。