炭黑的基本知识（2）

    炭黑还在油漆、油墨行业中作为着色剂来生产黑色产品，这些行业主要使用的是色素炭黑，使用量不是很大。

    炭黑还在塑料制品中作为着色剂和填充剂。主要应用在制造电线电缆、护套及各种塑料制品中。炭黑在塑料制品中不光是着色剂和填充剂的作用，还能起着导电、紫外线光屏蔽剂的作用。

    炭黑的原料油都是复杂的碳氢化合物，其中含有石蜡烃、烷烃、环烷烃、芳烃和沥青胶质及硫氮等的氧化物。炭黑原料有的相对质量大约在150~400，其馏程范围在200~500℃。对炭黑原料油来说，其芳烃含量是炭黑原料油最主要的质量指标，它对炭黑生产的收率和质量有很大的影响。

    炭黑的原料油主要分成煤焦油系列和石油系列。它们都是炼焦工业和炼油行业的副产品。煤焦油系列的炭黑原料油有煤焦油、蒽油、防腐油等。它们的芳烃含量达70%~80%，是较为理想的炭黑原料油。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，其他油类大部分因为芳烃含量不高，不宜用来生产炭黑，但可以作为炭黑生产中为反应提供热量的燃料使用。

    从炭黑原料油的化学成分来看，炭黑原料油富含不饱和侧链的双环、三环和多环芳烃的最好，因为在芳烃类分子结构中C-H间的键比C=C间的键易于分解；在炭黑生产的反应中，C=C间的键还未破裂，C-H的结构已全部脱氢分解成具有复杂派生枝链结构的炭黑粒子，这样的炭黑粒子因自由链多，故活性基多，结构性也大。因此，要求炭黑原料油的芳构度是其主要特性。与芳构度相关的有许多指标，如芳香烃百分比含量、密度、折射率、特性因素、氢碳比、相关指数及芳构因数等。通过上述这些指标可以反映出炭黑原料油的芳构度，目前较多的是用特性因数、相关系数、氢碳比和芳构因数这几个指标来评价的。

    同时，对炭黑原料油来说，还应考虑其密度、水分、黏度及热性质等指标。这些指标对炭黑生产的能耗有很大的影响。

    通过了解炭黑原料油的密度，可以判断油的品种及其质量；可以推断其比热容、热焓、热导率和蒸发潜热等热性质。它与油的组成关系很密切，其密度增大时氢碳比就减小，发热量也低。作为炭黑原料油来说密度都较大，理想的都应大于1。

    炭黑生产对其原料油所含的水分有着严格的要求，应将原料的含水量控制在0.5%以下。因为油中含有水会大大降低其发热量，并导致炭黑产品质量不稳定。为了去除原料油中的水分，还需要消耗大量的热能。

    炭黑原料油的黏度也是它的一个重要的指标。因为油料的输送必须要使其有较小的黏度。黏度越小，则输送油料的动力越小。为了保证原料油的输送，这样就必须通过加温的方式来满足这一要求。如果炭黑原料油的黏度大，为了保证其输送，消耗的热能也要增加，所以炭黑原料油的黏度不宜大于4。

    炭黑原料油的热性质是指它的比热容、热焓、导热系数和发热量，这些性质对炭黑的工艺设计、生产已经能耗都有着重要的意义。

    从上述可知，炭黑原料油的好坏直接影响到炭黑生产的能耗。好的炭黑原料油可以提高炭黑的收率，即其有效使用率。炭黑收率是随着炭黑原料油的芳构因数的增加而增加。当芳构因数每提高10时，炭黑的收率可以提高2%左右，而生产能力可提高7%左右。炭黑的收率还随着燃料油的发热量增加而增加。而炭黑原料油中如含硫量较多时，则会降低炭黑的收率，这是因为其中的硫元素与少部分碳与炭黑粒子结合而残留形成二硫化碳等气体。

    炭黑原料油本身就是一种重要的能源，在很多场合都作为一种很好的燃料来使用。随着资源的日益稀缺，炭黑原料油的价格也日益上升，不论是从节约能源的角度还是减低生产成本的角度，都应该合理地使用炭黑原料油。