NEGRO DE CARBON Y PROCESO DE ETAPAS MULTIPLES PARA REALIZAR EL MISMO.

Un método de realización de un producto de negro de carbón que comprende la formación de un precursor que consiste esencialmente en un negro de carbón en una primera zona de temperatura y la introducción a continuación de materia prima productora de negro de carbón en dicho precursor y la formación de dicho producto de negro de carbón en una segunda zona de temperatura antes de una zona de sofocado,

en el que dichas primera zona de temperatura y segunda zona de temperatura tienen una diferencia de temperatura (?) de 200ºC o más, preferiblemente de 300ºC o más, por ejemplo desde 200ºC a 900ºC, preferiblemente desde 400ºC a 700ºC

Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/US2005/015189.

Solicitante: CABOT CORPORATION.

Nacionalidad solicitante: Estados Unidos de América.

Dirección: 2 SEAPORT LANE SUITE 1300,BOSTON MA 02210-2019.

Inventor/es: GAUDET, GREGORY T., SIFLEET, WILLIAM L., KUTSOVSKY,YAKOV,E, DAVIS,SHELDON,B, TERRADE,FRANCOIS MARIE.

Fecha de Publicación: .

Fecha Concesión Europea: 17 de Marzo de 2010.

Clasificación Internacional de Patentes:

  • C09C1/50 SECCION C — QUIMICA; METALURGIA.C09 COLORANTES; PINTURAS; PULIMENTOS; RESINAS NATURALES; ADHESIVOS; COMPOSICIONES NO PREVISTAS EN OTRO LUGAR; APLICACIONES DE LOS MATERIALES NO PREVISTAS EN OTRO LUGAR.C09C TRATAMIENTO DE MATERIALES INORGANICOS, QUE NO SEAN CARGAS FIBROSAS, PARA MEJORAR SUS PROPIEDADES DE PIGMENTACION O DE CARGA (preparación de compuestos inorgánicos o elementos no metálicos C01; tratamiento de materias especialmente previsto para reforzar sus propiedades de carga, en los morteros, hormigón, piedra artificial o análogo C04B 14/00, C04B 18/00, C04B 20/00 ); PREPARACION DE NEGRO DE CARBON. › C09C 1/00 Tratamiento de materiales inorgánicos específicos distintos a las cargas fibrosas (materiales luminiscentes o tenebrescentes C09K ); Preparación de negro de carbón. › Negro de hornos.

Clasificación PCT:

  • C09C1/50 C09C 1/00 […] › Negro de hornos.

Clasificación antigua:

  • C09C1/50 C09C 1/00 […] › Negro de hornos.
NEGRO DE CARBON Y PROCESO DE ETAPAS MULTIPLES PARA REALIZAR EL MISMO.

Fragmento de la descripción:

Negro de carbón y proceso de etapas múltiples para realizar el mismo.

La presente invención se refiere a un proceso de etapas múltiples para la formación de negro de carbón.

La presente invención se refiere a la producción de negros de carbón tal como negros de horno que tienen muchas aplicaciones importantes, tales como rellenos, pigmentos y agentes de refuerzo, en gomas y plásticos. Generalmente, el proceso del horno para preparar estos negros supone el craqueado y/o combustión incompleta de una materia prima de hidrocarburo tal como gas natural o productos reciclados del craqueado catalítico en una zona de conversión cerrada para producir negro de carbón. El negro de carbón arrastrado en los gases que emanan de la zona de conversión se sofoca y recoge a continuación por cualquier medio adecuado usado convencionalmente la técnica. Ha sido, sin embargo, extremadamente costoso producir negros de carbón que tengan una elevada área superficial con una estructura aumentada.

La Patente de Estados Unidos Nº 5.190.739 de MacKay et al. Se refiere, en parte, a un proceso para preparar negros de carbón que tengan una estructura menor que la normal para un área superficial dada y un área superficial menor que la normal para un nivel de combustión global dado. El proceso puede involucrar el uso de un horno de etapas múltiples en el que se añade una segunda fuente de hidrocarburos a la corriente de gases calientes de la primera etapa. Ciertas realizaciones de la patente 5.190.739 también se refieren al uso de potasio para hacer negros de carbón de baja estructura. Sin embargo, la cantidad de hidrocarburos auxiliares usados en la patente 5.190.739 son cantidades considerablemente menores que en la primera etapa. Adicionalmente, la patente 5.190.739 puede usar opcionalmente combustible y/o oxígeno adicional para obtener una combustión suplementaria al introducir los hidrocarburos auxiliares. Además, no hay una diferencia significativa de zonas de temperatura entre la zona en donde se introduce la primera materia prima y la zona en donde se introduce la materia prima auxiliar en la patente 5.190.739.

En la Patente de Estados Unidos Nº 4.383.973 de Cheng, esta patente se refiere a un proceso que involucra dos reactores de negro de carbón en secuencia en donde uno de los reactores es para un negro de carbón de estructura elevada y el segundo es para un negro de carbón de estructura baja. En una figura de la patente 4.383.973, los reactores se conectan aparentemente juntos en secuencia. Sin embargo, en este proceso, se introduce aire y combustible adicional a la segunda materia prima y no hay una diferencia de temperatura significativa entre las dos zonas de introducción de materia prima. Adicionalmente, no hay un sofocado parcial que tenga lugar antes del sofocado completo. La patente 4.383.973 establece adicionalmente que no hay un sofocado que tenga lugar entre la primera y la segunda zonas de formación de negro de carbón y además pueden introducirse 10 ppm o más de potasio en la zona de estructura alta. Adicionalmente, con la elevada combustión que tiene lugar en cada zona de introducción de materia prima, no habría ninguna diferencia significativa de temperatura entre las zonas en que se forma el primer negro de carbón de estructura alta y la zona en donde se forma en negro de carbón de estructura baja.

En la Patente de Estados Unidos Nº 4.976.945, se describe un proceso para producir negro de carbón que usa diversas cantidades de metales alcalinos, tales como potasio, en un reactor de negro de carbón para regular la estructura. La patente 4.976.945 establece que puede añadirse el compuesto de metal alcalino y/o el compuesto de metal alcalinotérreo en una cantidad de 500 a 50.000 ppm con relación al material de hidrocarburo de comienzo. La patente 4.976.945 no se refiere a un proceso de formación de etapas múltiples de negro de carbón y no muestra que tenga lugar un sofocado parcial antes del sofocado completo. La patente 4.976.945 establece además que un compuesto de metal alcalino es particularmente efectivo para la producción de negro de carbón en donde la absorción de DBP es a lo sumo 90 cc/100 g.

La Patente de Estados Unidos Nº 4.822.588 de Gravely et al. Se refiere a un reactor de negro de carbón que tiene una primera zona de reacción y una segunda zona de reacción que están conectadas en serie. En este proceso, en la segunda etapa, se introduce materia prima carbonosa adicional para formar una segunda mezcla de reacción. En este proceso, el objetivo no fue sustancialmente formar negro de carbón en la primera zona de reacción. También, el proceso no usó un metal alcalino o un metal alcalinotérreo.

En consecuencia, hay una necesidad de proporcionar un proceso novedoso y mejorado para la preparación de negros de carbón que exhiban estructuras mejoradas o aumentadas con un área superficial aumentada.

Breve descripción de los dibujos

La Figura 1 es una vista en sección transversal de un reactor de negro de carbón que puede usarse en la presente invención.

Sumario de la presente invención

Por lo tanto es una característica de la presente invención proporcionar un método para producir negro de carbón con elevada área superficial y elevada estructura, cuyo método sea efectivo en coste.

Para obtener estas y otras ventajas y de acuerdo con las finalidades de la presente invención, como se plasma y describe ampliamente en el presente documento, la presente invención se refiere a un método para realizar un producto de negro de carbón como se define en las reivindicaciones adjuntas.

En particular, la presente invención se refiere a un proceso para realizar un producto de negro de carbón que incluye la formación de un precursor que contiene un primer negro de carbón en una primera zona de temperatura y la formación a continuación de un producto de negro de carbón a partir de este precursor en una segunda zona de temperatura antes de una zona de sofocado. La primera zona de temperatura y la segunda zona de temperatura tienen una diferencia de temperatura de 200ºC o más.

El proceso puede incluir la introducción de al menos una sustancia que contenga al menos un elemento del Grupo IA o del Grupo IIA en una o más localizaciones del proceso.

Ha de entenderse que tanto la descripción general precedente como la descripción detallada a continuación son solamente de ejemplo y explicativas y están indicadas para proporcionar una explicación adicional de la presente invención, como se reivindica.

Descripción detallada de la presente invención

La presente invención se refiere a un método para la realización de productos de negro de carbón. En las realizaciones preferidas, el método para la realización de productos de negro de carbón involucra el uso de un reactor de negro de carbón de etapas múltiples. Más preferiblemente, el reactor de etapas múltiples tiene al menos dos etapas (dos, tres, cuatro o más etapas) en donde generalmente tienen lugar al menos dos introducciones de materias primas (por ejemplo, dos, tres, cuatro o más materias primas). El producto de negro de carbón es preferiblemente un negro de horno.

Para las finalidades de este método, puede usarse un reactor de negro de carbón de etapas múltiples como los descritos en la Patente de Estados Unidos Nº 4.383.973, Patente de Estados Unidos Nº 5.190.739, Patente de Estados Unidos Nº 5.877.251, Patente de Estados Unidos Nº 6.153.684, o Patente de Estados Unidos Nº 6.403.695. Así, la presente invención puede usar un proceso de horno de etapas múltiples.

La materia prima productora de negro de carbón puede ser cualquier materia prima que produzca negro de carbón convencional que dé como resultado la formación de negro de carbón. Por ejemplo, puede usarse cualquier material de hidrocarburo. Una materia prima adecuada puede ser cualquier materia prima de hidrocarburo que produzca negro de carbón que se pueda volatilizar fácilmente bajo las condiciones de la reacción. Por ejemplo, pueden usarse hidrocarburos no saturados como acetileno; olefinas tales como etileno, propileno, butilenos; aromáticos tales como benceno, tolueno y xileno; ciertos hidrocarburos saturados; y otros hidrocarburos tales como querosenos, naftalenos, terpenos, alquitranes de etileno, residuos de reciclado aromáticos y similares.

Con respecto a la corriente de gases calientes que se combina con la materia prima productora de negro de carbón, la corriente de gases calientes puede considerarse también gases de combustión calientes que pueden generarse mediante...

 


Reivindicaciones:

1. Un método de realización de un producto de negro de carbón que comprende la formación de un precursor que consiste esencialmente en un negro de carbón en una primera zona de temperatura y la introducción a continuación de materia prima productora de negro de carbón en dicho precursor y la formación de dicho producto de negro de carbón en una segunda zona de temperatura antes de una zona de sofocado, en el que dichas primera zona de temperatura y segunda zona de temperatura tienen una diferencia de temperatura (?) de 200ºC o más, preferiblemente de 300ºC o más, por ejemplo desde 200ºC a 900ºC, preferiblemente desde 400ºC a 700ºC.

2. El método de la reivindicación 1, en el que dicha diferencia de temperatura se obtiene al menos en parte mediante una camisa de refrigeración, rociado de agua y/o vapor entre dichas primera y segunda zonas de temperatura.

3. El método de la reivindicación 1, en el que no tiene lugar ningún sofocado entre la formación de dicho precursor y la introducción de dicha materia prima productora de negro de carbón.

4. El método de la reivindicación 1, que comprende además

- la introducción de al menos una sustancia que contiene al menos un elemento del Grupo IA antes de dicha zona de sofocado, y/o
- la introducción de al menos una sustancia que contiene al menos un elemento del Grupo IA o del Grupo IIA antes de dicha zona de sofocado, y/o
- la introducción de al menos una sustancia que contiene al menos un elemento del Grupo IA o del Grupo IIA en dicha primera zona de temperatura, y/o
- la introducción de al menos una sustancia que contiene al menos un elemento del Grupo IA o del Grupo IIA durante la formación de dicho precursor, y/o
- la introducción de al menos una sustancia que contiene al menos un elemento del Grupo IA o del Grupo IIA antes de la formación de dicho precursor, y/o
- la introducción de al menos una sustancia que contiene al menos un elemento del Grupo IA en dicha primera zona de temperatura, y/o
- la introducción de al menos una sustancia que contiene al menos un elemento del Grupo IA durante la formación de dicho precursor, y/o
- la introducción de al menos una sustancia que contiene al menos un elemento del Grupo IA antes de la formación de dicho precursor.

5. El método de la reivindicación 4, en el que dicha sustancia es un compuesto que contiene al menos un elemento del Grupo IA o del Grupo IIA.

6. El método de cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, que comprende además la realización de un sofocamiento intermedio parcial antes de la introducción de dicha materia prima productora de negro de carbón.


 

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