CN102009962A

CN102009962A - 一种管道式连续生产不溶性硫磺的工艺

Info

Publication number: CN102009962A
Application number: CN 201010600015
Authority: CN
Inventors: 向华; 周鸣芳; 徐玉福; 乐望清; 曹克强
Original assignee: JIANGXI HENGXINGYUAN CHEMICAL INDUSTRY Co Ltd
Current assignee: JIANGXI HENGXINGYUAN CHEMICAL INDUSTRY Co Ltd
Priority date: 2010-12-22
Filing date: 2010-12-22
Publication date: 2011-04-13
Anticipated expiration: 2030-12-22
Also published as: CN102009962B

Abstract

一种管道式连续生产不溶性硫磺的工艺，该工艺采用密封管道生产不溶性硫磺，将生产不溶性硫磺流程的工序依次设置在管道的各个区段，并对各区段管道的物料提供相应的工艺条件，实现管道式连续生产不溶性硫磺；所述生产不溶性硫磺的管道分为管道熔硫区、管道升温区、管道淬火区、管道熟化区、管道洗涤区、管道分离区、管道干燥区；硫磺原料从管道熔硫区进入，硫磺原料先后经熔硫、升温、淬火、熟化、洗涤、分离、干燥，最后从管道干燥区自动排出不溶性硫磺。本发明用于不溶性硫磺生产，具有产品质量高、成本低、节能、环保、安全等优点。本发明适用于不溶性硫磺的大批量不间断连续生产。

Description

一种管道式连续生产不溶性硫磺的工艺

技术领域

本发明涉及一种管道式连续生产不溶性硫磺的工艺，属精细化工技术领域。

背景技术

不溶性硫磺（IS）为不溶于二氧化硫（CS₂）的线性高分子聚合硫，是普通硫磺的一种无毒高分子改性品种。不溶性硫磺具有化学惰性和物理惰性，用于橡胶硫化时，不易发生迁移，因而能使硫化橡胶增粘、不喷霜，减少焦烧和延长胶料存放时间，是公认的最佳橡胶硫化剂。不溶性硫磺作为硫化剂和硫化促进剂，已广泛应用于轮胎胎体胶料、缓冲胶料，制造轮胎、胶管、电缆、乳胶制品等。

不溶性硫磺的合成方法主要有气化法、熔融法、接触法、辐射法四种。气化法是将硫磺在高温下气化，引入溶剂进行淬冷，萃取制得IS，公开号101367506公开的是一种不溶性硫磺的制备方法，该方法就是采用气化法；熔融法只将硫熔体过热，不需将硫气化而取制得IS，公开号CN1091071公开的一种不溶性硫磺的制备方法及生产装置就是采用熔融法；接触法是将硫化氢和二氧化硫在酸性介质（或水）条件下进行接触反应制得IS；辐射法是在酸性介质中辐射含硫聚合物制得IS。接触法和辐射法受生产条件和成本的限制，基本上不采用；气化法和熔融法虽被企业采用较多，但仍存在一些问题，如熔融法，由于熔融法的整个工艺过程如在一个反应釜中完成，就存在产品质量不高的问题，如果整个工艺过程由多个反应釜完成，则存在连接管道硫磺堵塞、环境污染等问题；而气化法存在操作温度高、能耗大、成本高、对设备腐蚀严重、劳动防护要求高等问题。

发明内容

本发明的目的是，根据现有不溶性硫磺生产工艺的优缺点，设计一种新的管道式连续生产不溶性硫磺工艺，解决传统气化法和熔融法生产不溶性硫磺的不足之处，获得高质量、高稳定性、规模化生产的不溶性硫磺。

本发明的技术方案是，将传统的采用反应釜生产不溶性硫磺变为采用密封管道生产不溶性硫磺，将生产不溶性硫磺流程的工序依次设置在管道的各个区段，并对各区段管道的物料提供相应的工艺条件，实现管道式连续生产不溶性硫磺。

所述生产不溶性硫磺的管道依次分为管道熔硫区、管道升温区、管道淬火区、管道熟化区、管道洗涤区、管道分离区、管道干燥区；硫磺原料从管道熔硫区进入，先后经熔硫、升温、淬火、熟化、洗涤、分离、干燥，最后从管道干燥区自动排出不溶性硫磺。

所述生产不溶性硫磺的工艺过程如下：

在管道熔硫区，固体硫磺进入熔硫区内，由加热元件加热至119℃-200℃，固体硫磺在该区段变为液体硫磺；

在管道升温区，液体硫磺从管道熔硫区流入管道升温区，在管道升温区，液体硫磺经加热元件加热至200℃-850℃，此时升温区内硫磺达到聚合条件进行聚合，然后进入下一区段淬火；

在管道淬火区，聚合后的高温硫磺与进入淬火区的常温二硫化碳对喷，聚合后的硫磺急冷后大部分变成不溶性硫磺，此时不溶性硫磺含量达75%左右，其余为普通硫磺；

在管道熟化区，由于进入熟化区的淬火后的不溶性硫磺和普通硫磺的混合物比较软且容易粘在一起，不利于下一步的纯化，所以淬火后的不溶性硫磺进入熟化区后，加入稳定剂进行熟化，经过熟化工艺后，管道内的不溶性硫磺和普通硫磺的混合物变得硬而脆；

在管道洗涤区，不溶性硫磺和普通硫磺的混合物从上一工序区段进入洗涤区，同时加入二硫化碳，与进入的不溶性硫磺与普通硫磺的混合物混合，普通硫磺将被二硫化碳溶解，其余的是不溶于二硫化碳的不溶性硫磺；

在管道分离区，溶有普通硫磺的二硫化碳和不溶性硫磺的混合物进入分离区后，溶有普通硫磺的二硫化碳从管道回收口排出，二硫化碳被回收至二硫化碳回收罐，析出后的结晶硫磺可回收重复使用；不溶性硫磺进入下一工序区段管道干燥区；

在管道干燥区，洗涤后的不溶性硫磺中仍有一定的二硫化碳，需要把其中的二硫化碳通过气化再回收，因此进入管道干燥区，经过加热元件加热，保持管内温度46.5℃左右，使其中的二硫化碳气化，进入冷却装置回收，不溶性硫磺经干燥区尾端的二硫化碳测试仪测试在规定浓度内即可出料。

本发明管道加热元件可采用蒸气伴管，或电热丝加热、电热陶瓷加热、微波加热、红外加热、远红外加热等其他加热方式。

本发明的管道可采用耐腐蚀的金属材料，也可采用耐腐蚀的其它材料。

本发明与现有技术比较的有益效果是，（1）由硫磺生产不溶性硫磺的工艺过程较复杂，每一个工序的工况条件往往不一样，有的要升温，有的又要降温；目前大部分采用的低温熔融法在一个反应釜中完成多个工序，很难控制每一个工序的工艺条件，产品质量往往难于保证，而本发明在一个管道中分成若干个区段分别完成每一个工序，每一个工序的工况条件容易满足，也容易进行有效控制，产品质量能够得到保障，可以获得稳定的高含量、高热稳定性的不溶性硫磺产品。（2）本发明采用管道式连续生产不溶性硫磺工艺，可以根据物料平衡通过管道完成从原料到产品的全过程连续生产，适宜产业化批量生产要求。（3）本发明生产的全部过程都在密封的管道内进行，不会对周围环境造成气态或粉尘状的任何污染，也大大改善了工作人员的工作条件和安全生产保障。（4）本发明对CS₂和结晶硫磺的回收，可以实现原料的循环利用，减少了生产成本，提高了生产效率。

本发明适用于不溶性硫磺的大批量不间断连续生产。

附图说明

附图为本发明管道式连续生产不溶性硫磺工艺流程示意图。

具体实施方式

本发明的具体实施方式如附图所示。

本发明实施例中，生产不溶性硫磺的管道按工艺流程的先后，分为管道熔硫区、管道升温区、管道淬火区、管道熟化区、管道洗涤区、管道分离区、管道干燥区；硫磺原料从管道熔硫区进入，先后经熔硫、升温、淬火、熟化、洗涤、分离、干燥，最后从管道干燥区自动排出不溶性硫磺。

本发明实施例生产不溶性硫磺的工艺过程如下：

固体硫磺经加料机进入熔硫区内，由蒸气伴管加热至119℃-200℃，固体硫磺在该区段变为液体硫磺；液体硫磺从管道熔硫区流入管道升温区，在管道升温区，由蒸气加热伴管将液体硫磺加热至200℃-850℃，此时升温区内硫磺达到聚合条件，等待进入下一区段淬火。

在管道淬火区，高温硫磺与进入的常温二硫化碳对喷，聚合后的硫磺急冷后保持在不溶性硫磺状态，此时不溶性硫磺含量达75%左右；

淬火后的不溶性硫磺进入熟化区后，加入稳定剂，经过熟化工艺后，管道内的不溶性硫磺和硫磺混合物变得硬而脆；然后转入管道洗涤区。

在管道洗涤区，不溶性硫磺从上一工序区段进入洗涤区，加入二硫化碳，与进入的不溶性硫磺混合；不溶性硫磺经洗涤后，其中有一定的二硫化碳，需要把其中的二硫化碳通过其46.5℃的沸点，让其气化再回收。二硫化碳和不溶性硫磺混合物进入分离区，硫磺溶入二硫化碳中，从管道回收口排出，二硫化碳回收至二硫化碳回收罐，析出的结晶硫磺回收重复使用；不溶性硫磺进入下一工序区段。

在管道干燥区，洗涤后的不溶性硫磺进入管道干燥区，经过加热元件加热，保持管内温度46.5℃左右，二硫化碳气化，进入冷却装置回收，不溶性硫磺经干燥区尾端的二硫化碳测试仪测试在规定浓度内即可出料。

整个工艺可通过传感器、自动化仪表和微处理器等控制装置控制各区段的温度、压力、CS₂浓度等，保证管道各部分的工艺条件，实现不溶性硫磺的自动化连续生产。

Claims

1.一种管道式连续生产不溶性硫磺的工艺，其特征是，所述工艺采用密封管道生产不溶性硫磺，将生产不溶性硫磺流程的工序依次设置在管道的各个区段，并对各区段管道的物料提供相应的工艺条件，实现管道式连续生产不溶性硫磺；所述生产不溶性硫磺的管道分为管道熔硫区、管道升温区、管道淬火区、管道熟化区、管道洗涤区、管道分离区、管道干燥区；硫磺原料从管道熔硫区进入，硫磺原料先后经熔硫、升温、淬火、熟化、洗涤、分离、干燥，最后从管道干燥区自动排出不溶性硫磺。

2.根据权利要求1所述的一种管道式连续生产不溶性硫磺的工艺，其特征是，所述管道熔硫区，固体硫磺进入熔硫区内，由加热元件加热至119℃-200℃，固体硫磺在该区段变为液体硫磺。

3.根据权利要求1所述的一种管道式连续生产不溶性硫磺的工艺，其特征是，所述管道升温区，在管道升温区，由熔硫区流入的液体硫磺经加热元件加热至200℃-850℃，此时升温区内硫磺达到聚合条件。

4.根据权利要求1所述的一种管道式连续生产不溶性硫磺的工艺，其特征是，所述管道淬火区，在管道淬火区，高温硫磺与进入的常温二硫化碳对喷，聚合后的硫磺急冷后保持在不溶性硫磺状态，此时不溶性硫磺含量达75%左右。

5.根据权利要求1所述的一种管道式连续生产不溶性硫磺的工艺，其特征是，所述管道熟化区，淬火后的不溶性硫磺进入熟化区后，该区段加入稳定剂，经过熟化工艺后，管道内的不溶性硫磺和硫磺混合物变得硬而脆。

6.根据权利要求1所述的一种管道式连续生产不溶性硫磺的工艺，其特征是，所述管道洗涤区，不溶性硫磺从上一工序区段进入洗涤区，加入二硫化碳，与进入的不溶性硫磺混合。

7.根据权利要求1所述的一种管道式连续生产不溶性硫磺的工艺，其特征是，所述管道分离区，二硫化碳和不溶性硫磺混合物进入分离区，溶入二硫化碳的硫磺，从管道回收口排出，二硫化碳回收至二硫化碳回收罐，析出后的结晶硫磺回收重复使用。

8.根据权利要求1所述的一种管道式连续生产不溶性硫磺的工艺，其特征是，所述管道干燥区，洗涤后的不溶性硫磺进入管道干燥区，经过加热元件加热，保持管内温度46.5℃左右，二硫化碳气化，进入冷却装置回收，不溶性硫磺出料。

9.根据权利要求1所述的一种管道式连续生产不溶性硫磺的工艺，其特征是，所述管道可采用耐腐蚀的金属材料，也可采用耐腐蚀的其它材料。

10.根据权利要求2、3、8所述的一种管道式连续生产不溶性硫磺的工艺，其特征是，所述管道加热元件可采用蒸气伴管，或电热丝加热、电热陶瓷加热、微波加热，红外加热、远红外加热。