生产中吸碘值突变分析

生产中吸碘值突变分析

陈伯溪

茂名市环星新材料股份有限公司 广东茂名 525000

摘 要：炭黑吸碘值是测定产品质量的重要指标，有严格的数据范围要求，是日常生产中需要及时调控的一个重要参数，受影响因素较多，有时会造成次品的产生，本文介绍了在生产过程中吸碘值突变的因素。

关键词：炭黑，吸碘值，重要参数，突变

1前言

炭黑是烃类化合物经不完全燃烧或热裂解生成的以近于球状的胶体粒子及聚集体形态存在的物质，它是一族重要化工产品的统称，属于战略物资。炭黑用途广泛，主要用于制造色母、油墨、油漆、橡胶类专用色素及填充剂等等。它主要有四项性能指标：粒子大小、比表面积、结构和表面化学性质。由于产品质量要求很严格，为了及时跟踪产品质量，我厂规定每隔两小时采样做一次常规分析（炭黑生产线正常情况下都是24小时运转的），分析数据包括吸油值、吸碘值、筛余物和水份这四个参数。而其中吸油值和吸碘值是我们最重要的最频繁调整的参数，基本上每次分析出来都要调整。这是因为在正常生产中，也会有许多因素影响它们，如何保证产品吸油值和吸碘值的稳定是日常生产中的一项重要的工作。本人从2000年11月就入职炭黑厂，一直在中控室从事产品质量调控工作，笔者在这里根据多年的经验从多方面探讨一下正常生产中吸碘值突变的情况，突变指的是在两个小时内吸碘值突然产生变化的情况，并且是专指油炉法炭黑，便于中控室人员对分析的调整，那些缓慢变化的不作讨论。

2含义

炭黑比表面积是指单位质量或单位体积内炭黑粒子表面积的总和，是划分炭黑品种的主要指标。我们用吸碘值法来测定比表面积，该法是橡胶用炭黑常用的比表面积测定法，吸碘值越高，比表面积越大，吸碘值是单位以每克炭黑吸咐碘的质量（以毫克或克）表示。由于该法使用仪器简单、操作方便、易于掌握、测试时间短，因此被炭黑生产及使用单位广泛用于生产工艺控制及产品出厂和验收控制。正常生产中，我们一般是通过入炉原料油流量来调整吸碘值，吸碘值高时，加多原料油流量使之走低；吸碘值低时，减少原料油流量使之走高。

3影响因素的来源

整个生产过程我们一般分为泵送、炉前、收集、造粒、干燥、精制和包装七个工序（其中收集、干燥对生产中吸碘值的变化影响不大，可以忽略不计，所以收集、干燥这两部分不作讨论），我按生产线流程先后顺序就各个部分的影响情况分别分析。

3.1泵送

泵送主要指的是水（包括工艺水和冷却水）、原料油和燃烧油送来那部分，而其中对吸碘值有突变影响的是原料油。我们平时用的油品主要有：煤焦油、蒽油、乙烯油等，主要从柳钢、韶钢等厂进货。不同油品和不同厂家的油，甚至不同批次的油有时候都会对吸碘值有影响。原料油进入生产中间贮罐时，都要进行脱渣脱水处理，保证水份含量在1.0%以下，钾、钠等金属残留量也要在规定范围内，否则就会对产品包括吸碘值等性能都会产生变化，这种不合规定的情况不作详细讨论，但也要留意，偶尔也会有这些不合规定情况出现导致吸碘值产生变化。如果是原料油水份大的，原料油流量计显示流动会变大，

在保证同一吸碘值的情况下进行比较，煤焦油的用量一般比蒽油和乙烯油用量大（蒽油与乙烯油相差不大），所以如果切换不同油品，可以根据不同油品调整后再采样进行分析调整。而不同的厂家的油对产品吸碘值影响大，所以尽量保证从同一个厂家进油而且用一个恒定的油品是一个保证产品质量的重要措施。

3.2炉前

炉前部分主要是指炭黑反应炉，它是炭黑生产流程中最关键的设备，其他工序均为其服务。在这里形成炭黑生成的条件，并生产出炭黑，通过急冷手段终止反应后经换热调温进入炭黑收集系统。

在炭黑生产最重要的阶段，有几个因素会影响到吸碘值。（a）入炉风温的因素：入炉风温升高时原料油的气化和裂解越快，生成的炭黑粒径越小，比表面积越大，吸碘值升高。一般情况下，入炉风温很稳定的，但有时候为调整其它指标会大幅度调整一次急冷温度，入炉风温也会跟随变化，如果入炉风温下跌则吸碘值下降，因此在降一冷的同时，也要根据生产品种和用油量的多少相应减原料油，如果是升一次急冷温度则反之。（b）原料油枪的因素：原料油枪在喉管处插入，在喉管部分完成原料的气化、裂解和形成晶核，在反应段处形成原生粒子和聚集体。原料油枪雾化差或枪堵，原料油的分散性就会差，与高温气流的接触不完全，吸碘值会下跌。正常生产中，油枪压力随着使用时间的变长会慢慢下跌，这是因为油枪喷嘴因损耗变大，导致原料油雾化变差，严重时甚至在反应炉内结焦，或者有油枪堵，这些情况都会造成吸碘值下跌。如果是雾化慢慢变差，因这个过程时间长，可以慢慢调整影响不大，但因油枪压力下跌需要更换原料油枪，这时换好枪的吸碘值会变化较大向上升高，甚至不合格。在换枪时，原料油会有较大波动，如果撞中采样，也会对吸碘值产生影响。如果是原料油枪堵，原料油量跟不上，则吸碘值走高；如果是原料油枪烧，则原料油流量变大，则吸碘变低。这种情况下要视具体情况调整，送多一个粒样给化验室分析，避免错误。（c）一次急冷水枪位置的调整：在生产中经常为了某些质量指标而调整一次急冷水枪的位置，如果一次急冷水枪向前调整，会造成反应停留时间变短，吸碘值下跌，一次急冷水枪如果向后移动，则升高。特别是如果一次急冷水枪位置过于靠前，炭黑聚焦体表面肖有一层油膜存在，会干扰碘离子在炭黑表面上的吸附，使吸碘值大幅下降。

原料油的入炉温度也会对吸碘值有一定的影响，但入炉温度也是有要求的，我厂的规定是200℃至260℃之间，所以正常情况下油温偏差不会太大，对吸碘值也没有明显的影响。还有天气温度也会对反应炉燃烧模型没有串级的生产线的吸碘值也会造成影响，这种情况较特殊不作讨论。

有

3.3造粒

现阶段全国的炭黑造粒主要是湿法造粒，就是把粉状炭黑和含有适量粘合剂的水溶液在造粒机中混合，经搅齿的旋转作用形成粒状炭黑的过程。在这个过程中，所加的粘合剂会对吸碘值产生影响。

我厂使用的粘合剂是木质素，其用量多时粒子偏硬，吸碘值下跌；粒子偏软时，吸碘值上升。吸碘值越高的品种，所需的粘结剂越多，受到的影响越大。因此，平时生产中，要密切留意粒子的硬度，特别是切换粘结剂罐时，因为是人工配制的因素，经常需要重新调整粘结剂比例，所以一定要在影响到后让人观察粒子硬度。在日常中，经常有些厂家品种对硬度有特别要求，有些要求软，有些要求硬，也会加剧吸碘值的变化。还有调整造粒机频率时，如果调整幅度过大，例如频率向下调，粒子会偏软，这样也会对某些高吸碘值的品种的吸碘值产生影响，吸碘值会上升。

3.4精制

精制是指从干燥滚筒出口至入成品罐这一部分，有成品罐自然也有次品罐，大部分的次品都是频繁转产造成的，这样就会造成次品罐里有不同品种的产品。有些品种的吸碘值相差较大，甚至有软质和硬质都有的情况，如果是品种差异太大，回流太快，就会给吸碘值造成影响。如果回流的品种吸碘值比现在生产的品种的吸碘值高太多，就会拉高现在品种的吸碘。如果炉头的原料油用油量太少，回流量一般，也会造成吸碘值波动的现象。因此，在回流次品时要适当考虑回流量，避免产品质量不可控的现象出现。

3.5包装

包装工序存在的问题主是包装机工作时有个吸尘风机，会把一小部分炭黑抽回到生产线里循环，包装分包大包和小包，大包是指包装袋规格为500公斤一包，小包是指包装袋规格为20公斤一包，如果是包小包时，会有相对较多的炭黑粉尘抽回到生产线里，不同品种时就会对现在的品种造成一定的影响，特别是两边包小包时，如果是不同的品种绝对会对现行生产的品种的吸碘值造成影响，大包则影响不大。这种情况多数出现在我们转产时，刚转产的品种包装还没有开始包，还是包之前未转产的品种，这时候都要特别留包装的情况。

4 结论

从以上分析我们可以看出，稳定产品质量是一个需要严格对待的问题，需要丰富的经验，其中还是排除人的因素，否则影响更多，我们要尽可能稳定使用同一油品，使用质量好的油枪，尽量避免频繁的转产造成大量的次品，稳定其实就是最好的质量控制手段。

参考文献

1. 吴立峰.丁丽萍. 炭黑应用手册.化学工业出版社,2008.06.

2、李显堂.炉法炭黑生产，职工教育出版社，1988.

3、李炳炎.炭黑生产与应用手册.化学工业出版社,2000.09.