油炉法炭黑

高分子术语

油炉法炭黑（oil furnace black）是以液态烃如煤焦油系或石油系油品为原料，在反应炉中于1200～1650℃燃烧、裂解而生成的炭黑。简称油炉黑。根据反应炉的结构和形式，可分为硬质炭黑炉和软质炭黑炉。硬质炭黑炉用以生产超耐磨炉黑、中超耐磨炉黑和高耐磨炉黑。软质炭黑炉可生产快压出炉黑、通用炉黑和半补强炉黑等。

简介

在控制的条件下，将液态烃类原料喷入特制的反应炉内，在适量空气中，经不完全燃烧、裂解生成的一类炭黑。生成后炭黑悬浮在烟气中，经冷却、收集、精制和造粒制得成品。液态烃如煤焦油、蒽油、防腐油、乙烯焦油等。油炉法炭黑产量大，成本低，品种多，能耗小，收率高，是最重要的炭黑生产方法。油炉法已全部采用新工艺。根据工艺设备不同，可生产硬质和软质两类炭黑。硬质炭黑用于轮胎胎面等，软质炭黑用于胎侧等。

反应炉炉型

油炉法炭黑由于所用反应炉的炉型不同，曾分为新工艺和老工艺两种类型。老工艺反应炉通常是卧式圆筒型的单室炉，原料油和空气由炉子的一端进入炉中，一部分原料油燃烧产生热能，使另一部分原料油裂解生成炭黑。早期的N110、N220和N330均用这种炉型生产。

国外在70年代、国内在80年代开始使用新工艺反应炉生产。在这种反应炉中，一部分油（称之为燃料油）和空气混合燃烧产生高温气流，将另一部分油（原料油）在内径很小的喉管段喷入高速气流中裂解生成炭黑。采用新工艺反应炉以后，不仅提高了油的收率，而且生成炭黑的聚集体分布均匀，CTAB比表面积、着色强度提高，其橡胶物理机械性能随之提高。同时，用新工艺反应炉还可以生产过去很难生产的高结构炭黑，如N234、N339等品种，因此曾把N234、N339等品种称之为新工艺炭黑。由于新工艺反应炉已经普及，故N110、N220、N330等老品种，近年来也都是采用新工艺反应炉生产，新、老工艺的品种区分实际上已不存在。

分类

油炉法炭黑按粒径大小可分为超耐磨炉黑、中超耐磨炉黑，高耐磨炉黑、快压出炉黑、通用炉黑、半补强炉黑，喷雾炭黑和大粒子油炉黑等。每一品种的炭黑又有不同结构的衍生品种。

与填充硫化胶物性关系

油炉黑与填充硫化胶物性的关系是：拉伸强度随粒径减小、吸碘值（表示比表面）增大而提高，吸油值和吸碘值增大，伸长率下降，磨耗减小；300%定伸强度、硬度，门尼粘度均随吸油值增大而增大，吸碘值则影响不大，但曲挠性则随吸碘值增大而增大，吸油值则无明显影响；弹性随吸碘值增大而下降，而压缩生热却随吸碘值增大而提高。

工艺流程

油炉法炭黑生产的工艺流程如下：

炭黑造粒方法分干法和湿法两种。干法是依靠炭黑自身的吸附力造粒，设备较简单，成本也较低，但成粒炭黑的粒子强度低，细粉含量较高。湿法是加水和黏结剂造粒，并经干燥而得成品，设备较复杂，成本较高，但成粒炭黑粒子强度较高，细粉含量低，飞扬少，适于散装运输。

影响因素

从表面上看，油炉法炭黑的生产过程很简单，实际上，炭黑的生成过程及其所发生的化学反应却相当复杂。单是原料在反应炉内发生的化学反应就有几十个。因此，生产工艺条件稍有改变，就会使产品的产量和质量受到影响。只有严格地控制生产工艺条件，才能确保炭黑的产量和质量的提高和稳定。

影响油炉法炭黑生产的因素很多，其中主要包括：原料的组成和性质、反应温度、压力和停留时间以及工艺操作条件。

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