طرح توجیهی دوده صنعتی (بلک کربن)

صنعت پتروشیمی به عنوان مهمترین صنعت در اقتصاد کشور با ارزش افزوده بالا از اهمیت بسیار زیادی برخوردار می­باشد، این صنعت به دلیل زنجیره فعالیت بالا در تولید محصولات مشتق شده نفتی، در ایجاد فرصت های شغلی، انتقال فن آوری های پیشرفته بسیار مورد توجه می باشد. طرح توجیهی دوده صنعتی که در ادامه میخوانید یکی از مشتقات مهم این صنعت است.

با توجه به پتانسیل بالای کشور در توسعه صنایع پایین دستی، متاسفانه این صنعت علی­رغم مزیت های زیاد از جمله؛ تنوع محصولات تولیدی، میزان سرمایه ­گذاری کمتر نسبت به صنایع بالا دستی، اشتغالزایی بالا و… هنوز جایگاه مناسب خود را بدست نیاورده است.

یکی از محصولات این حوزه دوده صنعتی می­باشد که کاربردهای متنوعی در صنایع مختلف دارد، در ادامه مطلب بیشتر با این محصول آشنا می­شویم. با بهین صنعت یاب تا پایان نوشتار همراه باشید؛

بخوانید : طرح توجیهی چیست ؟‌

کربن بلک یا همان دوده صنعتی با توجه به خواص شیمیایی، کلوئیدی، رنگ و اندازه ذرات در صنایع مختلف به طور خاص و ویژه در صنعت تولید لاستیک کاربرد دارد.

کربن بلک حدود ۲۵-۳۰ درصد وزن لاستیک را تشکیل می­ دهد. دوده صنعتی به عنوان پر کننده و استحکام بخشیدن به لاستیک ها مورد استفاده قرار می گیرد.

کاربردهای دیگر دوده صنعتی در صنایع مختلف؛

• صنایع جوهر سازی؛ چاپ روزنامه
• صنایع رنگ سازی
• صنایع پلاستیک؛ جهت رنگ بخشیدن، محافظت در مقابل حرارت، محافظت در مقابل فساد ناشی از تششعات ماورا بنفش…

با وجود کاربردهای متنوع دوده صنعتی (کربن بلک)، مصرف کننده­ های اصلی کربن بلاک کارخانجات تولید تایر و تیوب با سهمی در حدود ۷۰ درصد از مصرف کل این ماده در جهان می­باشند، میزان مصرف کربن بلاک در صنایع قطعات لاستیکی و غیر لاستیکی قابل توجه نبوده و نسبت به کل مصرف این ماده از سهم کمتری برخوردار می­باشد.

دوده صنعتی در تقسیم بندی کد محصولات در صنایع، با کد آیسیک ده رقمی ۲۴۱۱۵۱۲۴۴۸ و ۸ رقمی ۲۴۱۱۱۲۴۰ معرفی شده است. همچنین کد تعرفه گمرکی دوده صنعتی در کتاب مقررات واردات و صادرات ۲۸۰۳۰۰۰۰ تعیین شده است.

دوده با توجه به نوع کاربرد و خواص، دوده نرم و دوده سخت و بر اساس فرآیند تولید، به روش تجزیه حرارتی و دوده به روش سوخت جزئی تقسیم می شود.

با توجه به آمار در دسترس وزارت صنعت، معدن و تجارت در سال ۱۳۹۹، هشت واحد فعال در زمنیه تولید دوده صنعتی با ظرفیت اسمی ۱۵۲,۳۰۰ تن در سال فعالیت دارند.

همچنین هشت واحد در حال احداث می ­باشند که ۵ واحد با درصد پیشرفت فیزیکی صفر درصد و مابقی با درصدهای ۱۵، ۳۷ و ۵۴ درصد در دست احداث هستند.

• بازار جهانی دوده کربن و دیگر اشکال کربن با کد تعرفه ۲۸۰۳ در سال ۲۰۱۹

سهم از بازار صادرات محصول (کشور وارد کننده: ایران) در سال ۲۰۱۹

کشورهای تامین کننده محصول (کشور وارد کننده: ایران) در سال ۲۰۱۹

فرآیند تولید دوده صنعتی (کربن بلک)

کربن بلک از احتراق ناقص و یا تجزیه حرارتی هیدروکربورها تولید می ­گردد که واکنش تولید کربن بلاک اعم از روش احتراق ناقص و یا روش تجزیه حرارتی بصورت زیر می ­باشد:

C_x H_y                x C  +   y/2 H2

مکانیزم  تشکیل کربن بلاک شامل مراحل زیر است؛

۱) مولکول­ های ماده اولیه (هیدروکربورها) هیدروژن را از دست داده و به واحدهای کوچکتر و یا رادیکال­ها تجزیه می ­شوند.

۲) واحدهای تجزیه شده ممکن است رادیکال­های کربن تک اتمی C₆ , C₃ , C₂ , و یا C_x C_y  باشند که با ترکیب مجدد، ذرات بزرگتری را تشکیل می­دهند.

۳) ذرات بدست آمده همچنان هیدروژن خود را از دست داده، رشد کرده و بزرگتر می­شوند.

۴) در مرحله بعد ذرات کربن با هم یکی شده و به هم می­چسبند.

۵) توده های اولیه کربن بلاک با رسوب بیشتر بر روی ذرات کربن و ادامه از دست دادن هیدروژن بدست می­ آید. درجه حرارت بالاتر، واکنش تشکیل هسته را سریع تر و اندازه ذرات درون توده را کوچکتر می­سازد که این عمل باعث افزایش سطح جانبی می­گردد. تشکیل توده با افزایش خاصیت آروماتیکی ماده اولیه بیشتر می­شود. ذرات در مجاورت یکدیگر تشکیل شده و با ادغام در همدیگر تشکیل توده را می­دهند.

در ادامه، فرآیندهای تولید کربن بلاک معرفی و بطور مختصر شرح داده خواهد شد:

• فرآیند کوره نفتی ((Oil Furnace Process

امروزه در دنیا تولید کربن بلاک (دوده صنعتی) اغلب از طریق فرآیند کوره­ای می­باشد که از احتراق گاز طبیعی و یا باقیمانده آروماتیکی روغن­های حاصله از نفت و ذغال سنگ تولید می­گردد. در این روش ذرات کربن بلاک تولید شده ابتدا بوسیله سیکلون­ها و سپس با استفاده از فیلتر­های کیسه­ای ((Bag Filters از فاز گازی جدا شده و به طریق خشک و یا مرطوب بصورت دانه (Pellet) در می ­آیند.

• فرآیند حرارتی( (Thermal Process

در فرآیند حرارتی تولید کربن بلاک با تجزیه حرارتی گاز طبیعی در دمای ۱۳۰۰ درجه سانتی­گراد و بدون استفاده از هوا در کوره ­های استوانه­ای می­باشد. گاز طبیعی در درون کوره ­ها گرم می­شود و به کربن و هیدروژن تجزیه می­گردد. کربن بلاک استیلنی در واقع یک نوع کربن بلاک حرارتی است با این تفاوت که تجزیه گاز استیلن یک واکنش گرمازا بوده و لذا تنها برای شروع  واکنش حرارت لازم می­باشد.

• فرآیند استیلنی( (Acetylene Process

فرآیند استیلنی بر اساس تجزیه استیلن استوار می باشد. در این فرآیند، استیلن با هوای گرم مخلوط می­شود و واکنش صورت می­گیرد که در نتیجه این واکنش کربن و هیدروژن تولید می­گردد. این فرآیند چنانچه ذکر گردید یک فرآیند گرمازا است و فقط در شروع واکنش حرارت لازم خواهد بود. با توجه به اینکه خوراک مورد نیاز این فرآیند استیلن می­باشد، لذا استفاده از این فرآیند در مقیاس صنعتی مقرون به صرفه نمی­باشد.

• فرآیند لامپ بلاک (Lamp Black Process )

در این فرآیند کربن بلاک با سوزاندن نفت خام و یا پسماند قطران ذغال سنگ در راکتور تولید می­ شود. کربن بلاک (دوده صنعتی)  تولید شده به اتاق­های ته نشینی هدایت شده و سپس در آنجا جمع آوری می­ گردد.

• فرآیند کانالی (Channel Process )

در این فرآیند نیز از گاز طبیعی و یا مخلوطی از گاز طبیعی با روغن برای تولید کربن بلاک (دوده صنعتی) استفاده می­شود. خوراک توسط لوله به نوک تعداد زیادی مشعل کوچک آمده و سپس شعله ­های کوچک با ضربه بر روی یک بشکه استوانه­ای چرخان برخورد می­کنند. کربن بلاک (دوده صنعتی) تشکیل شده در روی استوانه با یک تیغه تراشیده شده و جمع آوری می­گردد. بازده این فرآیند بسیار کم می باشد ولی با این روش می توان کربن بلاک (دوده صنعتی) با ذرات بسیار ریز با قطر تقریبی ۹ تا ۳۰  نانومتر را تهیه نمود.

• فرایند ( Furnace Black)

آخرین روش ذکر شده در طرح توجیهی دوده صنعتی تهیه شده توسط بهین صنعت یاب بدین شکل است: این فرآیند مدرن ترین فرآیند برای تولید دوده صنعتی (کربن بلک) است و کاملاً انعطاف پذیر و مقرون به صرفه می­باشد. مواد اولیه تولید دوده از مخزن ذخیره سازی توسط پمپ پس از عبور از پیش گرمکن روغن وارد راکتورمی شود. گازهای پیش گرم شده و همچنین هوای فرآیند پیش گرم شده به رآکتور منتقل می شوند و واکنش صورت می پذیرد. در یک فاصله معین از تزریق مواد اولیه، واکنش اکسیداتیو حرارتی با تزریق آب متوقف می شود و بدین ترتیب دوده تشکیل شده، و گازهای خروجی خنک می شوند. پس از خنک شدن بیشتر در مبدل های حرارتی، مخلوطی از دوده و گازهای خروجی به فیلتر هدایت می شود که در آن دوده از گاز جدا شده سپس دوده فیلتر شده با کمک جریان هوا به قسمت پلت شدن منتقل می شود. در صورت وجود اندازه های بزرگ تا رسیدن به اندازه های مناسب از hammer mill  استفاده می شود. پس از جداسازی و قبل از واحد پلت کردن، دوده وارد یک مخزن نوسانگیر یا یک مخزن اختلاط میشود که به عنوان یک بافر برای واحد گرانوله عمل می کند و جایی که چسبندگی اولیه دوده اتفاق می افتد. مقادیر کنترل شده دوده به یک پلت میکسر یا پین میکسر تغذیه می شود و با تقریبا همان مقدار آب مخلوط می شود. گرانول های مرطوب تشکیل شده پس از آن در کوره خشک کن دوار خشک می شوند. گرد و غبار دوده خارج شده توسط گازهای خروجی خشک کن توسط فیلتر جمع آوری شده و به فرآیند برگردانده می شود. پس از خروج از خشک کن و قبل از ورود به سیلو ذخیره سازی، گلوله های دوده از سرند عبور می کنند و ذرات به اندازه مناسب به قسمت بعدی منتقل می شوند و با عبور از طریق جداسازهای قوی مغناطیسی برای حذف هر گونه فلز آهن و آلودگی به زنگ زدگی عمل می شود. دوده با استفاده از بالابر سطلی، تسمه نقاله و یا نقاله screw  به سیلوهای ذخیره سازی منتقل می شود. از آنجا به واحد بسته بندی و یا به طورمستقیم به ایستگاه بارگیری بالک تخلیه می­شود.

قبل از احداث کارخانه دوده صنعتی و یا اقداماتی مبنی بر توسعه کارخانه کربن بلک، با مشاوران سرمایه گذاری در این زمینه مشورت نمائید تا با دیدی باز نسبت به آینده پروژه خود گام بردارید تا موفقیتی تضمین شده در انتظارتان باشد.

شرکت دانش بنیان”مشاوره مدیریت و مهندسی بهین ­صنعت ­یاب” با کادری متخصص و بیش از یک دهه تجربه در این عرصه، آماده خدمت رسانی به سرمایه گذاران عزیز است، یکی از خدمات این مجموعه نگارش و تدوین طرح توجیهی دوده صنعتی (کربن بلک) می باشد، بهین صنعت یاب همواره در مسیر تولید و صنعت همراه شما عزیزان است.