炭黑的基本知識（2）

    炭黑還在油漆、油墨行業中作為著色劑來生產黑色產品，這些行業主要使用的是色素炭黑，使用量不是很大。

    炭黑還在塑料制品中作為著色劑和填充劑。主要應用在制造電線電纜、護套及各種塑料制品中。炭黑在塑料制品中不光是著色劑和填充劑的作用，還能起著導電、紫外線光屏蔽劑的作用。

    炭黑的原料油都是復雜的碳氫化合物，其中含有石蠟烴、烷烴、環烷烴、芳烴和瀝青膠質及硫氮等的氧化物。炭黑原料有的相對質量大約在150~400，其餾程范圍在200~500℃。對炭黑原料油來說，其芳烴含量是炭黑原料油最主要的質量指標，它對炭黑生產的收率和質量有很大的影響。

    炭黑的原料油主要分成煤焦油系列和石油系列。它們都是煉焦工業和煉油行業的副產品。煤焦油系列的炭黑原料油有煤焦油、蒽油、防腐油等。它們的芳烴含量達70%~80%，是較為理想的炭黑原料油。石油系列的炭黑原料油主要有乙稀焦油、抽出油、重油、渣油等。石油系列的炭黑原料油中除乙稀焦油是理想的炭黑原料油外，其他油類大部分因為芳烴含量不高，不宜用來生產炭黑，但可以作為炭黑生產中為反應提供熱量的燃料使用。

    從炭黑原料油的化學成分來看，炭黑原料油富含不飽和側鏈的雙環、三環和多環芳烴的最好，因為在芳烴類分子結構中C-H間的鍵比C=C間的鍵易于分解；在炭黑生產的反應中，C=C間的鍵還未破裂，C-H的結構已全部脫氫分解成具有復雜派生枝鏈結構的炭黑粒子，這樣的炭黑粒子因自由鏈多，故活性基多，結構性也大。因此，要求炭黑原料油的芳構度是其主要特性。與芳構度相關的有許多指標，如芳香烴百分比含量、密度、折射率、特性因素、氫碳比、相關指數及芳構因數等。通過上述這些指標可以反映出炭黑原料油的芳構度，目前較多的是用特性因數、相關系數、氫碳比和芳構因數這幾個指標來評價的。

    同時，對炭黑原料油來說，還應考慮其密度、水分、黏度及熱性質等指標。這些指標對炭黑生產的能耗有很大的影響。

    通過了解炭黑原料油的密度，可以判斷油的品種及其質量；可以推斷其比熱容、熱焓、熱導率和蒸發潛熱等熱性質。它與油的組成關系很密切，其密度增大時氫碳比就減小，發熱量也低。作為炭黑原料油來說密度都較大，理想的都應大于1。

    炭黑生產對其原料油所含的水分有著嚴格的要求，應將原料的含水量控制在0.5%以下。因為油中含有水會大大降低其發熱量，并導致炭黑產品質量不穩定。為了去除原料油中的水分，還需要消耗大量的熱能。

    炭黑原料油的黏度也是它的一個重要的指標。因為油料的輸送必須要使其有較小的黏度。黏度越小，則輸送油料的動力越小。為了保證原料油的輸送，這樣就必須通過加溫的方式來滿足這一要求。如果炭黑原料油的黏度大，為了保證其輸送，消耗的熱能也要增加，所以炭黑原料油的黏度不宜大于4。

    炭黑原料油的熱性質是指它的比熱容、熱焓、導熱系數和發熱量，這些性質對炭黑的工藝設計、生產已經能耗都有著重要的意義。

    從上述可知，炭黑原料油的好壞直接影響到炭黑生產的能耗。好的炭黑原料油可以提高炭黑的收率，即其有效使用率。炭黑收率是隨著炭黑原料油的芳構因數的增加而增加。當芳構因數每提高10時，炭黑的收率可以提高2%左右，而生產能力可提高7%左右。炭黑的收率還隨著燃料油的發熱量增加而增加。而炭黑原料油中如含硫量較多時，則會降低炭黑的收率，這是因為其中的硫元素與少部分碳與炭黑粒子結合而殘留形成二硫化碳等氣體。

    炭黑原料油本身就是一種重要的能源，在很多場合都作為一種很好的燃料來使用。隨著資源的日益稀缺，炭黑原料油的價格也日益上升，不論是從節約能源的角度還是減低生產成本的角度，都應該合理地使用炭黑原料油。