FR3003263B1

A method for producing carbon black using an extender fluid

Abstract

The present invention relates to methods for the production of carbon black using feed fluid (s) as well as to methods for controlling one or more properties of carbon black particles using feed fluids and others. techniques.

FR3003263B1, drawing sheet 1
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Expires 12 March 2034.

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60 claims: 4 independent, 56 dependent

  1. 1
    REVENDICATIONS 1. Procédé pour produire du noir de carbone comprenant :l'introduction d'un flux de gaz chauffé dans un réacteur à noir de carbone ;la combinaison d'au moins un fluide de charge avec au moins une matière première de noir de carbone pour former un mélange de fluide-matière première de sorte que l'au moins un fluide de charge augmente la quantité de mouvement de l'au moins une matière première de noir de carbone dans une direction qui est axiale ou sensiblement axiale par rapport à au moins un point d'introduction de matière première dans le réacteur à noir de carbone ;l'alimentation dudit mélange de fluide-matière première audit au moins un point d'introduction de matière première dans le réacteur à noir de carbone, la combinaison d'au moins ledit mélange de fluidematière première par l'intermédiaire de l'au moins un point d'introduction audit réacteur à noir de carbone avec le flux de gaz chauffé pour former un flux de réaction dans lequel du noir de carbone est formé dans ledit réacteur à noir de carbone ;et la récupération du noir de carbone dans le flux de réaction.
  2. 2
    Procédé de la revendication 1, dans lequel ledit fluide de charge est chimiquement inerte vis-à-vis de la matière première de noir de carbone.
  3. 3
    Procédé de la revendication 1, dans lequel ledit fluide de charge est uniformément distribué dans ladite matière première de noir de carbone.
  4. 4
    Procédé de la revendication 1, dans lequel ladite alimentation du mélange de fluide-matière première est sous la forme d'un ou plusieurs jets, et les un ou plusieurs jets de mélange de fluide-matière première contiennent suffisamment de fluide de charge pour propulser la matière première de noir de carbone dans une partie intérieure du flux de gaz chauffé.
  5. 5
    Procédé de la revendication 1, dans lequel ledit fluide de charge est au moins un gaz inerte.
  6. 6
    Procédé de la revendication 1, dans lequel ledit fluide de charge est la vapeur d'eau, l'eau, l'air, le dioxyde de carbone, le gaz naturel, le monoxyde de carbone, l'hydrogène, le gaz résiduaire de noir de carbone, l'azote, ou des combinaisons quelconques de ceux-ci.
  7. 7
    Procédé de la revendication 1, dans lequel ledit fluide de charge est l'azote.
  8. 8
    Procédé de la revendication 1, dans lequel ledit fluide de charge est introduit dans ladite matière première de noir de carbone à une pression suffisante pour pénétrer dans ladite matière première de noir de carbone pour former ledit mélange de fluide-matière première.
  9. 9
    Procédé de la revendication 1, dans lequel ledit fluide de charge est introduit dans ladite matière première de noir de carbone à une pression d'environ 6,9 Pa à environ 2415 Pa pour former ledit mélange de fluide-matière première.
  10. 10
    Procédé de la revendication 1, dans lequel ladite matière première de noir de carbone est atomisée avant ladite combinaison avec ledit fluide de charge.
  11. 11
    Procédé de la revendication 1, dans lequel la quantité dudit fluide de charge qui est combinée avec ladite matière première de noir de carbone est ajustable pendant la production continue de noir de carbone.
  12. 12
    Procédé de la revendication 1, dans lequel ladite alimentation du mélange de fluide-matière première est sous la forme d'un ou plusieurs jets et la pénétration de jet du mélange de fluide-matière première dans ledit flux de gaz chauffé est ajusté en modifiant la teneur en fluide de charge du mélange de fluide-matière première pendant la production continue de noir de carbone.
  13. 13
    Procédé de la revendication 1, dans lequel ledit fluide de charge est au moins partiellement distribué dans ladite matière première de noir de carbone.
  14. 14
    Procédé de la revendication 1, dans lequel ledit fluide de charge est présent dans ledit mélange de fluidematière première en une quantité d'environ 0,1 % en poids à environ 400 % en poids, sur la base du poids de la matière première de noir de carbone.
  15. 15
    Procédé de la revendication 1, comprenant en outre le chauffage de ladite matière première de noir de carbone avant la combinaison avec ledit fluide de charge pour former ledit mélange de fluide-matière première.
  16. 16
    Procédé de la revendication 1, comprenant en outre le chauffage de ladite matière première de noir de carbone à une température de plus d'environ 300 °C avant la combinaison avec ledit fluide de charge pour former ledit mélange de fluide-matière première.
  17. 17
    Procédé de la revendication 1, comprenant en outre le chauffage de ladite matière première de noir de carbone à une température d'environ 360 °C à environ 850 °C avant la combinaison avec ledit fluide de charge pour former ledit mélange de fluide-matière première.
  18. 18
    Procédé de la revendication 1, comprenant en outre le chauffage de ladite matière première de noir de carbone à une première température d'environ 300 °C à environ 850 °C avant la combinaison avec ledit fluide de charge pour former ledit mélange de fluide-matière première, et ensuite le chauffage dudit mélange de fluidematière première à une deuxième température qui est supérieure à ladite première température, où chacune desdites étapes de chauffage se produit avant l'introduction dans ledit réacteur à noir de carbone.
  19. 19
    Procédé de la revendication 1, comprenant en outre le chauffage de ladite matière première de noir de carbone à une première température d'environ 400 °C à environ 600 °C avant la combinaison avec ledit fluide de charge pour former ledit mélange de fluide-matière première, et ensuite le chauffage dudit mélange de fluidematière première à une deuxième température qui est supérieure à ladite première température d'au moins 50 °C, où chacune desdites étapes de chauffage se produit avant l'introduction dans ledit réacteur à noir de carbone.
  20. 20
    Procédé de la revendication 1, comprenant en outre le chauffage de ladite matière première de noir de carbone à une première température d'environ 400 °C à environ 600 °C avant la combinaison avec ledit fluide de charge pour former ledit mélange de fluide-matière première, et ensuite le chauffage dudit mélange de fluidematière première à une deuxième température qui est supérieure à ladite première température d'au moins 100 °C, où chacune desdites étapes de chauffage se produit avant l'introduction dans ledit réacteur à noir de carbone.
  21. 21
    Procédé de la revendication 1, comprenant en outre le chauffage de ladite matière première de noir de carbone à une première température avant la combinaison avec ledit fluide de charge pour former ledit mélange de fluide-matière première, et ensuite le chauffage dudit mélange de fluide-matière première à une deuxième température qui est supérieure à ladite première température et jusqu'à environ 950 °C, où chacune desdites étapes de chauffage se produit avant l'introduction dans ledit réacteur à noir de carbone.
  22. 22
    Procédé de la revendication 4, dans lequel les ajustements de fluide de charge sont effectués pour contrôler la vitesse d'écoulement réduit ou la vitesse critique ou les deux, des un ou plusieurs jets du mélange de fluide-matière première, de manière à modifier la pénétration du mélange de fluide-matière première dans le flux de gaz chauffé.
  23. 23
    Procédé pour contrôler au moins une propriété de particule d'un noir de carbone comprenant :la combinaison d'au moins un fluide de charge avec au moins une matière première de noir de carbone pour former un mélange de fluide-matière première et alimenter ledit mélange de fluide-matière première dans un réacteur à noir de carbone ;et dans lequel ladite alimentation du mélange de fluide-matière première est sous la forme d'un ou plusieurs jets et contrôler la quantité de fluide de charge présente dans ledit mélange de fluide-matière première pour contrôler ladite au moins une propriété de particule.
  24. 24
    Procédé de la revendication 23, dans lequel ladite au moins une propriété de particule est la teinte.
  25. 25
    Procédé de la revendication 23, dans lequel ledit fluide de charge est chimiquement inerte vis-à-vis de la matière première de noir de carbone.
  26. 26
    Procédé de la revendication 23, dans lequel ledit fluide de charge est uniformément distribué dans ladite matière première de noir de carbone.
  27. 27
    Procédé de la revendication 23, dans lequel ladite alimentation du mélange de fluide-matière première est sous la forme d'un ou plusieurs jets, et les un ou plusieurs jets de mélange de fluide-matière première contiennent suffisamment de fluide de charge pour propulser la matière première de noir de carbone dans une partie intérieure du flux de gaz chauffé.
  28. 28
    Procédé de la revendication 23, dans lequel ledit fluide de charge est au moins un gaz inerte.
  29. 29
    Procédé de la revendication 23, dans lequel ledit fluide de charge est la vapeur d'eau, l'eau, l'air, le dioxyde de carbone, le gaz naturel, le monoxyde de carbone, l'hydrogène, le gaz résiduaire de noir de carbone, l'azote, ou des combinaisons quelconques de ceux-ci.
  30. 30
    Procédé de la revendication 23, dans lequel ledit fluide de charge est l'azote.
  31. 31
    Procédé de la revendication 23, dans lequel ledit fluide de charge est introduit dans ladite matière première de noir de carbone à une pression suffisante pour pénétrer dans ladite matière première de noir de carbone pour former ledit mélange de fluide-matière première.
  32. 32
    Procédé de la revendication 23, dans lequel ledit fluide de charge est introduit dans ladite matière première de noir de carbone à une pression d'environ 6,9 Pa à environ 2415 Pa pour former ledit mélange de fluide-matière première.
  33. 33
    Procédé de la revendication 23, dans lequel la quantité dudit fluide de charge qui est combinée avec ladite matière première de noir de carbone est ajustable tandis que ledit procédé produit du noir de carbone.
  34. 34
    Procédé de la revendication 23, dans lequel la quantité dudit fluide de charge qui est combinée avec ladite matière première de noir de carbone est ajustable pendant la production continue de noir de carbone.
  35. 35
    Procédé de la revendication 23, dans lequel ladite alimentation du mélange de fluide-matière première est sous la forme d'un ou plusieurs jets et la pénétration de jet du mélange de fluide-matière première dans ledit flux de gaz chauffé est ajustée en modifiant la teneur en fluide de charge du mélange de fluide-matière première pendant la production continue de noir de carbone.
  36. 36
    Procédé de la revendication 23, dans lequel ledit fluide de charge est présent dans ledit mélange de fluidematière première en une quantité d'environ 0,1 % en poids à environ 400 % en poids, sur la base du poids de la matière première de noir de carbone.
  37. 37
    Procédé de la revendication 23, dans lequel ledit fluide de charge est présent dans ledit mélange de fluidematière première en une quantité d'environ 0,1 % en poids à environ 50 % en poids, sur la base du poids de la matière première de noir de carbone.
  38. 38
    Procédé de la revendication 23, comprenant en outre le chauffage de ladite matière première de noir de carbone avant la combinaison avec ledit fluide de charge pour former ledit mélange de fluide-matière première.
  39. 39
    Procédé de la revendication 23, comprenant en outre le chauffage de ladite matière première de noir de carbone à une température de plus d'environ 300 °C avant la combinaison avec ledit fluide de charge pour former ledit mélange de fluide-matière première.
  40. 40
    Procédé de la revendication 23, comprenant en outre le chauffage de ladite matière première de noir de carbone à une température d'environ 360 °C à environ 850 °C avant la combinaison avec ledit fluide de charge pour former ledit mélange de fluide-matière première.
  41. 41
    Procédé de la revendication 23, comprenant en outre le chauffage de ladite matière première de noir de carbone à une première température d'environ 300 °C à environ 850 °C avant la combinaison avec ledit fluide de charge pour former ledit mélange de fluide-matière première, et ensuite le chauffage dudit mélange de fluidematière première à une deuxième température qui est supérieure à ladite première température, où chacune desdites étapes de chauffage se produit avant l'introduction dans ledit réacteur à noir de carbone.
  42. 42
    Procédé de la revendication 23, comprenant en outre le chauffage de ladite matière première de noir de carbone à une première température d'environ 400 °C à environ 600 °C avant la combinaison avec ledit fluide de charge pour former ledit mélange de fluide-matière première, et ensuite le chauffage dudit mélange de fluidematière première à une deuxième température qui est supérieure à ladite première température d'au moins 50 °C, où chacune desdites étapes de chauffage se produit avant l'introduction dans ledit réacteur à noir de carbone.
  43. 43
    Procédé de la revendication 23, comprenant en outre le chauffage de ladite matière première de noir de carbone à une première température d'environ 400 °C à environ 600 °C avant la combinaison avec ledit fluide de charge pour former ledit mélange de fluide-matière première, et ensuite le chauffage dudit mélange de fluidematière première à une deuxième température qui est supérieure à ladite première température d'au moins 100 °C où chacune desdites étapes de chauffage se produit avant l'introduction dans ledit réacteur à noir de carbone.
  44. 44
    Procédé de la revendication 23, comprenant en outre le chauffage de ladite matière première de noir de carbone à une première température avant la combinaison avec ledit fluide de charge pour former ledit mélange de fluide-matière première, et ensuite le chauffage dudit mélange de fluide-matière première à une deuxième température qui est supérieure à ladite première température et jusqu'à environ 950 °C, où chacune desdites étapes de chauffage se produit avant l'introduction dans ledit réacteur à noir de carbone.
  45. 45
    Procédé de la revendication 27, dans lequel la pénétration de jet est ajustée par le fluide de charge affectant la vitesse d'écoulement réduit ou la vitesse critique ou les deux, des un ou plusieurs jets du mélange de fluide-matière première.
  46. 46
    Procédé pour produire du noir de carbone comprenant :l'introduction d'un flux de gaz chauffé dans un réacteur à noir de carbone ;l'alimentation d'au moins une matière première de noir de carbone à au moins un point d'introduction de matière première dans le réacteur à noir de carbone ;l'alimentation d'au moins un fluide de charge à au moins un point d'introduction dans le réacteur à noir de carbone dans lequel l'au moins un point d'introduction pour le fluide de charge est situé de sorte que l'au moins un fluide de charge augmente la quantité de mouvement de l'au moins une matière première de noir de carbone lorsque la matière première de noir de carbone atteint le flux de gaz chauffé ;la combinaison dudit au moins une matière première de noir de carbone et ledit au moins un fluide de charge, avec le flux de gaz chauffé pour former un flux de réaction dans lequel du noir de carbone est formé dans ledit réacteur à noir de carbone ;et la récupération du noir de carbone dans le flux de réaction.
  47. 47
    Procédé de la revendication 46, dans lequel ledit fluide de charge est inerte vis-à-vis de la matière première de noir de carbone.
  48. 48
    Procédé de la revendication 46, dans lequel ledit fluide de charge est distribué dans ladite matière première de noir de carbone.
  49. 49
    Procédé de la revendication 46, dans lequel ladite alimentation de la matière première de noir de carbone et l'alimentation du fluide de charge est sous la forme d'un ou plusieurs jets, chaque jet ayant une pointe creuse centrale avec une gaine annulaire qui introduit ledit fluide de charge.
  50. 50
    Procédé de la revendication 46, dans lequel ladite alimentation de la matière première de noir de carbone et l'alimentation du fluide de charge est sous la forme d'une paire d'un ou plusieurs jets mutuellement adjacents, dans lequel un jet dans chaque paire alimente ladite matière première de noir de carbone et l'autre jet dans chaque paire alimente ledit fluide de charge.
  51. 51
    Procédé de la revendication 46, dans lequel ledit fluide de charge est introduit à une pression suffisante pour pénétrer dans ladite matière première de noir de carbone.
  52. 52
    Procédé de la revendication 46, comprenant en outre le chauffage de ladite matière première de noir de carbone à une température de plus d'environ 300 °C avant alimentation audit au moins un point d'introduction.
  53. 53
    Procédé de la revendication 46, comprenant en outre le chauffage de ladite matière première de noir de carbone à une température d'environ 360 °C à environ 850 °C avant l'alimentation audit au moins un point d'introduction.
  54. 54
    Procédé pour contrôler au moins une propriété de particule d'un noir de carbone comprenant :l'alimentation séparément de a) au moins un fluide de charge adjacent à b) au moins une matière première de noir de carbone dans un réacteur à noir de carbone et dans lequel ladite alimentation de a) et b) est sous la forme d'un ou plusieurs jets, et le contrôle de la quantité de fluide de charge présente pour contrôler ladite au moins une propriété de particule.
  55. 55
    Procédé de la revendication 54, dans lequel ladite au moins une propriété de particule est la teinte.
  56. 56
    Procédé de la revendication 1, comprenant en outre le chauffage dudit fluide de charge à une première température avant la combinaison avec ladite matière première de noir de carbone pour former ledit mélange de fluide-matière première.
  57. 57
    Procédé de la revendication 1, comprenant en outre le chauffage de ladite matière première de noir de carbone à une première température avant la combinaison avec ledit fluide de charge et le chauffage dudit fluide de charge à une deuxième température avant la combinaison avec ladite matière première de noir de carbone, et ensuite la combinaison pour former ledit mélange de fluide-matière première, et ensuite le chauffage dudit mélange de fluidematière première à une troisième température qui est supérieure à ladite première température et jusqu'à environ 950 °C, où chacune desdites étapes de chauffage se produit avant l'introduction dans ledit réacteur à noir de carbone.
  58. 58
    Procédé de la revendication 23, dans lequel ladite au moins une propriété de particule est la surface. 5
  59. 59
    Procédé de la revendication 46, dans lequel ladite matière première de noir de carbone est atomisée avant ladite combinaison avec ledit fluide de charge.
  60. 60
    Procédé de la revendication 1, comprenant en outre le chauffage de ladite matière première de noir de 10 carbone à une température de plus d'environ 300 °C avant la combinaison avec ledit fluide de charge pour former ledit mélange de fluide-matière première, et dans lequel ladite matière première de noir de carbone est atomisée avant ladite combinaison avec ledit fluide de charge. 15 61. Procédé de la revendication 1, dans lequel ledit fluide de charge est présent dans ledit mélange de fluidematière première en une quantité d'environ 0,1 % en poids à environ 50 % en poids, sur la base du poids de la matière première de noir de carbone.
Independent claims60