KR20210156002A - Manufacturing method of insoluble sulfur - Google Patents
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Abstract
Description
본 명세서에 개시된 내용은 불용성 유황의 제조방법에 관한 것으로, 유황을 가열하여 증기화시키는 단계 이전에 액상 유황에 황화물을 첨가하는 단계를 추가로 실시함으로써 열적 안정성이 향상된 불용성 유황의 제조방법에 관한 것이다. The present disclosure relates to a method for producing insoluble sulfur, and to a method for producing insoluble sulfur with improved thermal stability by additionally adding sulfide to liquid sulfur before heating and vaporizing sulfur.
본 명세서에서 달리 표시하지 않는 한, 이 섹션에 설명되는 내용들은 이 출원의 청구항들에 대한 종래 기술이 아니며, 이 섹션에 포함된다고 하여 종래 기술이라고 인정되는 것은 아니다.Unless otherwise indicated herein, the material described in this section is not prior art to the claims of this application, and inclusion in this section is not an admission that it is prior art.
일반적으로 유황에는 이황화탄소에 녹는 용성 유황과, 원자들이 일정한 관계를 가지고 규칙적으로 배열된 결정(crystalline)의 성질을 갖고 있기 때문에 이황화탄소에 녹지 않는 불용성 유황이 있다. 이러한 불용성 유황은 고무 및 관련 물질을 크로스링킹할 수 있으므로 고무 제품 제조 시 주로 가교제로 사용된다. In general, sulfur includes soluble sulfur that dissolves in carbon disulfide and insoluble sulfur that does not dissolve in carbon disulfide because the atoms have a regular arrangement with a certain relationship and have crystalline properties. Since this insoluble sulfur can crosslink rubber and related materials, it is mainly used as a crosslinking agent in the manufacture of rubber products.
한편, 1995년대 초 이래로 국내 정유 공장에서는 탈황유를 생산하게 되었고, 이에 일반 용성 유황은 현재 국내에서 매일 3천톤 이상이 생산되고 있으나 불용성 유황의 경우는 여러 차례 제조하려는 시도가 있었음에도 불구하고, 열 안정성이 낮은 문제로 인해 국내 생산이 어려워 전량을 수입에 의존하고 있는 실정이다. On the other hand, domestic refineries have been producing desulfurized oil since the early 1995s, and as a result, more than 3,000 tons of general soluble sulfur are currently being produced in Korea every day, but in the case of insoluble sulfur, despite attempts to manufacture it several times, Due to the low stability problem, domestic production is difficult, and the entire amount is dependent on imports.
이와 같은 문제를 개선하기 위한 방법으로, 특허문헌 1에는 유황의 전체 중량%에 대하여 약 5 중량% 내외의 황화수소를 용융된 유황 또는 유황이 공급된 유황 증기 가열로에 직접 주입하는 불용성 유황의 제조 공정에 대해 개시되어 있고, 특허문헌 2에는 (a) 이황화탄소, 용용된 황, 황 중합체를 가열 및 냉각시키는 단계, (b) 냉각 용기로부터 현택액을 추출하는 단계, (c) 현탁액의 일부를 냉각을 위해 용기로 재순환하는 단계, (d) 나머지 현탁액을 숙성하는 단계를 포함하는 불용성 황의 생산을 위한 절차에 대해 개시되어 있다.As a method for improving such a problem, Patent Document 1 discloses a manufacturing process of insoluble sulfur in which hydrogen sulfide in about 5% by weight based on the total weight of sulfur is directly injected into a sulfur steam heating furnace to which molten sulfur or sulfur is supplied. In Patent Document 2, (a) heating and cooling carbon disulfide, molten sulfur, and sulfur polymer, (b) extracting the suspension from the cooling vessel, (c) cooling a part of the suspension A procedure for the production of insoluble sulfur comprising recycling to a vessel for
전술한 특허문헌 1은 황화수소를 유황이 증발되는 부분에 주입 또는 용융 유황에 주입하는 것을 개시하고 있으나, 이때 사용되는 황화수소는 기체 상태이고 환경에 매우 치명적인 초독극물로 분류되어 있어 국내에서 취급 및 운송이 어려운 문제점이 있다. 특허문헌 2 또한 독성이 매우 강한 이황화탄소를 사용하고 있으며, 열 안정성 개선이라든지 운송 및 보관의 용이함에 대한 효과는 전혀 제시하고 있지 않다. The above-mentioned Patent Document 1 discloses that hydrogen sulfide is injected into the part where sulfur is evaporated or injected into molten sulfur, but hydrogen sulfide used at this time is in a gaseous state and is classified as a supertoxic substance that is very lethal to the environment, so handling and transportation in Korea is difficult. There is a difficult problem. Patent Document 2 also uses carbon disulfide, which is very toxic, and does not suggest any effect on improving thermal stability or easiness of transportation and storage.
국내에서 쉽게 구할 수 있고 취급 및 운송이 용이한 액체상태인 황화물을 적용함으로써 환경 친화적이고 열 안정성이 향상된 불용성 유황의 제조방법을 제공하고자 한다.It is intended to provide a method for manufacturing insoluble sulfur that is environmentally friendly and has improved thermal stability by applying liquid sulfide, which is readily available in Korea and is easy to handle and transport.
또한, 상술한 바와 같은 기술적 과제들로 한정되지 않으며, 이하의 설명으로부터 또 다른 기술적 과제가 도출될 수도 있음은 자명하다.In addition, it is not limited to the technical problems as described above, and it is obvious that another technical problem may be derived from the following description.
개시된 내용의 일 실시예에 의하면, 불용성 유황의 제조방법은 액상 유황에 에틸디술피드(Ethyldisulfide), 메틸디술피드(Methyldisulfide), 프로필디술피드(Propyldisulfide), 디에틸디술피드(Diethyldisulfide), 디메틸디술피드(Dimethyldisulfide), 및 디프로필디술피드(Dipropyldisulfide)로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 황화물을 첨가한 후 혼합하여 유기황 화합물을 제조하는 단계를 포함한다.According to one embodiment of the disclosure, the method for preparing insoluble sulfur is ethyldisulfide, methyldisulfide, propyldisulfide, diethyldisulfide, dimethyldisulfide in liquid sulfur. (Dimethyldisulfide), and adding at least one sulfide selected from the group consisting of dipropyldisulfide, followed by mixing to prepare an organic sulfur compound.
또한, 상기 (a)단계 이후에, (b) 상기 유기황 화합물을 가열하여 유황 증기를 제조하는 단계, (c) 상기 유황 증기를 이황화탄소로 급냉하여 유황 증기로부터 불용성 유황을 분리 및 회수하는 단계 및 (d) 상기 불용성 유황에 오일을 가하여 코팅하는 단계를 더 포함할 수 있다.In addition, after step (a), (b) preparing sulfur vapor by heating the organosulfur compound, (c) quenching the sulfur vapor with carbon disulfide to separate and recover insoluble sulfur from the sulfur vapor And (d) it may further comprise the step of coating by adding oil to the insoluble sulfur.
본 명세서에 개시된 일 실시예에 따르면, 불용성 유황의 제조방법은, 유황을 가열하여 증기화시키는 단계 이전에 액상 유황에 황화물을 첨가하는 단계를 실시함으로써 열적 안정성이 우수할 뿐만 아니라 기존 대비 불용성 유황을 높은 순도로 수득할 수 있는 효과가 있다. 또한, 황화물 및 황이 혼합된 유기황 화합물을 증기화 및 급냉함으로써 환경 친화적이고 제조공정이 비교적 간단하여 생산 효율이 향상되는 효과가 있다. According to one embodiment disclosed in the present specification, in the method for producing insoluble sulfur, by performing the step of adding sulfide to liquid sulfur before the step of heating and vaporizing the sulfur, it has excellent thermal stability and high insoluble sulfur compared to the existing one. There is an effect that can be obtained with purity. In addition, since the organic sulfur compound mixed with sulfide and sulfur is vaporized and quenched, it is environmentally friendly and the manufacturing process is relatively simple, thereby improving production efficiency.
도 1은 본 명세서에 개시된 내용의 일 실시예에 따른 불용성 유황의 제조방법을 설명하기 위한 공정도이다.1 is a process diagram for explaining a method for producing insoluble sulfur according to an embodiment of the disclosure in the present specification.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 바람직한 실시예의 구성 및 작용효과에 대하여 살펴본다. 참고로, 이하 도면에서, 각 구성요소는 편의 및 명확성을 위하여 생략되거나 개략적으로 도시되었으며, 각 구성요소의 크기는 실제 크기를 반영하는 것은 아니다. 또한 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성요소를 지칭하며 개별 도면에서 동일 구성에 대한 도면 부호는 생략하기로 한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings, the configuration and effects of preferred embodiments will be described. For reference, in the following drawings, each component is omitted or schematically illustrated for convenience and clarity, and the size of each component does not reflect the actual size. In addition, the same reference numerals refer to the same components throughout the specification, and reference numerals for the same components in individual drawings will be omitted.
이하, 본 발명의 불용성 유황의 제조방법을 도면에 따라 상세하게 설명한다.Hereinafter, the method for producing insoluble sulfur of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
도 1은 본 명세서에 개시된 내용의 실시예에 따른 불용성 유황의 제조방법을 설명하기 위한 공정도이다.1 is a process diagram for explaining a method for producing insoluble sulfur according to an embodiment of the disclosure disclosed herein.
도 1을 참조하면, 우선, 액상 유황에 황화물을 첨가한 후 혼합하여 유기황 화합물을 제조한다(S10).Referring to FIG. 1 , first, sulfide is added to liquid sulfur and then mixed to prepare an organic sulfur compound (S10).
개시된 내용의 주원료인 액상 유황은 황이 녹은 상태로 130~150℃의 온도 범위에 있을 수 있다. 황은 상온에서 황색 비금속 고체이며, 황은 푸른색 불꽃을 내면서 타고 매우 강하고 지독한 냄새가 나는 이산화황을 방출한다. 고체상태에서는 고리왕관 모양의 S8로 존재하는데 조건에 따라 결정구조가 다른 30여 개의 동소체를 갖는다. 한편, 액체의 황을 물 속에서 급랭시키면 황갈색의 고무처럼 질기고 탄성을 가진 물질(구조상 사슬, 격자 모양 황이라 한다)이 되는데 이것은 λ황·μ황의 혼합물로서 λ황만이 이황화탄소에 녹는다. 액체를 다시 고온으로 가열하면 기체가 되지만, 여기에는 S8(황색), S6, S4(적색), S2(황색) 등의 분자가 포함되어 있고, 고온이 될수록 해리하여 단원자의 S로 된다. Liquid sulfur, which is the main raw material of the disclosed subject matter, may be in a temperature range of 130 to 150° C. in a state in which sulfur is melted. Sulfur is a yellow non-metallic solid at room temperature, which burns with a blue flame, releasing sulfur dioxide with a very strong and foul odor. In the solid state, it exists as a ring-crown-shaped S8, and has about 30 allotropes with different crystal structures depending on conditions. On the other hand, when liquid sulfur is quenched in water, it becomes a tough and elastic material like yellowish-brown rubber (structured chain, lattice-shaped sulfur). When a liquid is heated again to a high temperature, it becomes a gas, but contains molecules such as S8 (yellow), S6, S4 (red), S2 (yellow) . As the temperature increases, it dissociates into monoatomic S.
황은 물에 녹지 않고 이황화탄소(이류화탄소)에 의해 용해되는 용성 유황과 이황화탄소에 의해 용해되지 않는 불용성 유황(폴리머 유황)으로 분류된다. 불용성 유황은 고무의 용해성이 용성 유황에 비해 낮기 때문에 갈라지는 블루밍 현상을 일으키기 어려우며, 다른 첨가물질을 가교 합성하는 역할을 하기 때문에 고무 제조 시 필수불가결한 첨가제이다. 이에 현재 타이어, 고무 컨베이어 벨트, 고압 호스, 특수 고무 등과 같은 다양한 고무 제품 제조 시 가교제로 약 5%정도 첨가하여 사용하고 있다. Sulfur is classified into soluble sulfur, which is insoluble in water and dissolved by carbon disulfide (carbon disulfide), and insoluble sulfur (polymer sulfur), which is not dissolved by carbon disulfide. Insoluble sulfur is difficult to cause cracking and blooming because the solubility of rubber is lower than that of soluble sulfur, and since it serves to crosslink and synthesize other additives, it is an indispensable additive in rubber manufacturing. Therefore, when manufacturing various rubber products such as tires, rubber conveyor belts, high-pressure hoses, and special rubbers, about 5% is added as a crosslinking agent and used.
한편, 정유 공장의 탈황과정에서 부산물로 수득되는 유황을 이용하여 불용성 유황을 제조할 수 있으며, 이 경우 기존의 불용성 유황의 제조단가를 낮춰 더 많은 부가가치를 창출할 수 있다. On the other hand, insoluble sulfur can be produced by using sulfur obtained as a by-product in the desulfurization process of an oil refinery, and in this case, it is possible to create more added value by lowering the manufacturing cost of the existing insoluble sulfur.
액상 유황 100 중량부에 대하여, 황화물 0.001~10 중량부, 바람직하게는 0.001~5 중량부, 가장 바람직하게는 2~4중량부로 첨가한 후 120~160℃, 바람직하게는 130~150℃의 온도에서 10~3600RPM, 바람직하게는 100~300RPM의 속도로 10분~12시간, 바람직하게는 30분~90분, 가장 바람직하게는 50분~70분 동안 혼합 및 교반하여 유기황 화합물을 제조할 수 있다. Based on 100 parts by weight of liquid sulfur, 0.001 to 10 parts by weight of sulfide, preferably 0.001 to 5 parts by weight, and most preferably 2 to 4 parts by weight, after adding it at a temperature of 120 to 160°C, preferably 130 to 150°C The organic sulfur compound can be prepared by mixing and stirring at a rate of 10 to 3600 RPM, preferably 100 to 300 RPM, for 10 minutes to 12 hours, preferably 30 minutes to 90 minutes, and most preferably 50 minutes to 70 minutes. have.
상기 황화물이 0.001 중량부 미만으로 첨가되면, 불용성 유황의 수율 및 열적 안정성이 낮아질 수 있고, 10 중량부를 초과하여 첨가되면, 탄화수소가 탄화되어 회분으로 변함으로써 최종 산물인 불용성 유황의 표면에 블랙 스팟이 생겨 생산하고자 하는 불용성 유황의 색에 영향을 주어 품질을 저하시킬 수 있으므로 바람직하지 못하다.When the sulfide is added in an amount of less than 0.001 parts by weight, the yield and thermal stability of insoluble sulfur may be lowered, and when it is added in excess of 10 parts by weight, the hydrocarbon is carbonized and turned into ash, so that black spots on the surface of the final product, insoluble sulfur It is undesirable because it can affect the color of insoluble sulfur to be produced and lower the quality.
상기 혼합 온도가 120℃ 미만이면, 유황이 고체 상태이기 때문에 점도가 10 센티포이즈(centipoise)인 액체 상태의 황화물과 반응하기 어렵고, 160℃를 초과하면, 유황의 점도가 10,000 센티포이즈(centipoise) 이상으로 올라가 저점도인 황화물과의 반응이 어려우며 반응 속도가 감소할 수 있다.If the mixing temperature is less than 120 ° C, it is difficult to react with sulfide in a liquid state having a viscosity of 10 centipoise because sulfur is in a solid state, and when it exceeds 160 ° C, the viscosity of sulfur is 10,000 centipoise or more It is difficult to react with low-viscosity sulfides, and the reaction rate may decrease.
상기 혼합 속도가 10 RPM 미만이면, 혼합 시간이 길어질 수 있고, 3600 RPM을 초과하면, 과열이 발생함으로써 황화물이 황과 반응하지 않고 자체 폴리머 반응 및 급열 반응하여 원하지 않는 반응이 일어날 수 있다. If the mixing speed is less than 10 RPM, the mixing time may be long, and if it exceeds 3600 RPM, overheating may occur, so that the sulfide does not react with the sulfur and the sulfide does not react with the sulfur, but reacts with its own polymer and reacts rapidly, resulting in unwanted reactions.
상기 혼합 시간이 10분 미만이면, 액상 유황과 황화물이 충분히 혼합되기 어렵고, 12시간을 초과하면, 원하지 않는 자체 폴리머 반응이 일어날 수 있으며 필요 이상의 혼합 시간으로 그에 따른 실익은 그다지 크지 않을 수 있다.If the mixing time is less than 10 minutes, it is difficult to sufficiently mix the liquid sulfur and the sulfide, and if it exceeds 12 hours, an undesired self-polymer reaction may occur, and the resulting mixing time may not be very large.
한편, 황화물은 화학식에 황화이온과 결합하는 또는 그러한 이온이 들어 있는 화합물을 가리키고, 더 넓은 의미로는 황을 포함하는 무기 및 유기 화합물의 거대 그룹을 통칭하기도 하며, 액상 상태로 순도가 90~100%이고, 불순물은 황화물 100 중량부에 대하여, 0.0001~10 중량부로 포함될 수 있다. 특히, 불순물 중 산소를 포함하는 산화물이 존재하면, SOX 성분이 생성되어 모든 기계장비 및 물질에 악영향을 미칠 수 있으므로 산화물이 황화물 100 중량부에 대하여, 0.0001~0.1 중량부로 포함되도록 조절하는 것이 바람직하다. 산화물의 함량이 0.1 중량부를 초과하게 되면, 열손실 및 회분 함량이 증가됨으로써 불용성 유황의 수율에 악영향을 미칠 수 있을 뿐만 아니라 환경에 유해할 수 있다. 황화물로는 에틸디술피드(Ethyldisulfide), 메틸디술피드(Methyldisulfide), 프로필디술피드(Propyldisulfide), 디에틸디술피드(Diethyldisulfide), 디메틸디술피드(Dimethyldisulfide), 및 디프로필디술피드(Dipropyldisulfide)로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상, 바람직하게는 디메틸디술피드(Dimethyldisulfide), 및 디프로필디술피드(Dipropyldisulfide)로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상, 가장 바람직하게는 디메틸디술피드(Dimethyldisulfide), 및 디프로필디술피드(Dipropyldisulfide)가 1: 0.5~1.5의 중량비로 배합된 것일 수 있다. On the other hand, sulfide refers to a compound that binds to a sulfide ion in the chemical formula or contains such an ion, and in a broader sense, also collectively refers to a large group of inorganic and organic compounds containing sulfur, and has a purity of 90-100 in a liquid state. %, and impurities may be included in an amount of 0.0001 to 10 parts by weight based on 100 parts by weight of the sulfide. In particular, when an oxide containing oxygen among impurities is present, the SO X component is generated and may adversely affect all mechanical equipment and materials, so it is preferable to control the oxide to be contained in an amount of 0.0001 to 0.1 parts by weight based on 100 parts by weight of the sulfide. do. When the content of the oxide exceeds 0.1 parts by weight, heat loss and ash content are increased, thereby adversely affecting the yield of insoluble sulfur and may be harmful to the environment. The group consisting of sulfides as ethyldisulfide, methyldisulfide, propyldisulfide, diethyldisulfide, dimethyldisulfide, and dipropyldisulfide at least one selected from, preferably at least one selected from the group consisting of dimethyldisulfide, and dipropyldisulfide, most preferably dimethyldisulfide, and dipropyldisulfide ( Dipropyldisulfide) may be formulated in a weight ratio of 1: 0.5 to 1.5.
그 다음 유기황 화합물을 가열한다(S20).Then, the organic sulfur compound is heated (S20).
상기 S10단계에서 제조된 유기황 화합물을 반응기에 넣고 증발점 이상의 온도인 500~700℃, 바람직하게는 550~650℃의 온도로 가열하여 유황 증기를 제조할 있다. The organic sulfur compound prepared in step S10 is put into a reactor and heated to a temperature of 500 to 700° C., which is a temperature above the evaporation point, preferably 550 to 650° C. to prepare sulfur vapor.
상기 가열온도가 500℃ 미만이면, 원하는 유황의 분자구조를 얻기 어렵고, 700℃를 초과하면, 유황에 의해 반응기의 스틸 재질이 부식될 뿐만 아니라 유황의 구조가 변함으로써 폭발사고가 발생할 수 있으므로 바람직하지 못하다. 온도가 증가할수록 용기 내 압력도 비례하여 증가하므로 유기황 화합물의 상태를 모니터링하면서 상황에 맞게 온도를 조절하여 적용하는 것이 바람직하다.If the heating temperature is less than 500 ° C, it is difficult to obtain the desired molecular structure of sulfur, and when it exceeds 700 ° C, not only the steel material of the reactor is corroded by the sulfur, but also an explosion accident may occur due to the change in the structure of the sulfur. Can not do it. As the temperature increases, the pressure in the container also increases proportionally, so it is preferable to adjust the temperature to suit the situation while monitoring the state of the organic sulfur compound.
상술한 온도 조건을 만족하는 경우 1kg/cm2의 증발 압력 조건이 만족되어 S1의 분자구조를 갖는 유황의 수득이 가능할 수 있다.When the above-described temperature condition is satisfied, the evaporation pressure condition of 1 kg/cm 2 is satisfied, so that it may be possible to obtain sulfur having a molecular structure of S1.
그 후, 유황 증기를 이황화탄소로 급냉하여 유황 증기로부터 불용성 유황을 분리 및 회수한다(S30).Thereafter, the sulfur vapor is quenched with carbon disulfide to separate and recover insoluble sulfur from the sulfur vapor (S30).
상기 S20단계에서 제조된 유황 증기를 냉각기(Quencher)에 보내고 이황화탄소를 400~600kg/h의 흐름속도로 냉각기에 공급하여 유황 증기의 온도를 30~60℃로 급냉시킬 수 있다. 이때, 이황화탄소는 냉각기의 30~50%를 차지하도록 충진될 수 있으며, 열교환기를 통하여 냉각 이황화탄소의 온도가 30~60℃로 유지되도록 할 수 있다. 유황 증기의 공급량에 맞추어 냉각 열교환기(Heat Exchanger)로 이황화탄소 순환량과 온도을 조절할 수 있고, 냉각기(Quenching zone) 하부에는 교반기를 장착하여 불용성 유황과 이황화탄소가 골고루 잘 섞이도록 하여 배관이 막힘이 없도록 하는 것이 바람직하다. 그리고, 원심분리기를 이용하여 고형분, 즉 불용성 유황만을 분리 및 회수하였다.The sulfur vapor prepared in step S20 is sent to a cooler (Quencher) and carbon disulfide is supplied to the cooler at a flow rate of 400 to 600 kg/h to rapidly cool the temperature of the sulfur vapor to 30 to 60 °C. At this time, the carbon disulfide may be filled to occupy 30 to 50% of the cooler, and the temperature of the cooled carbon disulfide may be maintained at 30 to 60° C. through the heat exchanger. The amount of carbon disulfide circulation and temperature can be adjusted with a cooling heat exchanger according to the supply amount of sulfur vapor, and an agitator is installed at the bottom of the quenching zone to mix insoluble sulfur and carbon disulfide evenly so that there is no clogging of the pipe. It is preferable to do Then, only the solid content, that is, insoluble sulfur, was separated and recovered using a centrifuge.
마지막으로 불용성 유황에 오일을 가하여 코팅한다(S40).Finally, oil is added to insoluble sulfur and coated (S40).
상기 S30단계에서 회수된 불용성 유황 100 중량부에 대하여 20~30℃의 오일 1~40 중량부, 바람직하게는 10~33 중량부를 25~27℃의 실온 조건에서 불용성 유황의 표면에 분사 방식으로 코팅할 수 있다.Based on 100 parts by weight of the insoluble sulfur recovered in step S30, 1 to 40 parts by weight, preferably 10 to 33 parts by weight, of an oil of 20 to 30° C. is coated on the surface of insoluble sulfur at room temperature of 25 to 27° C. can do.
상술한 오일의 온도 및 함량을 만족할 시 오일의 점도가 적절하게 유지되어 불용성 유황을 전체적으로 고루 코팅할 수 있다. When the temperature and content of the above-described oil are satisfied, the viscosity of the oil is properly maintained, so that insoluble sulfur can be uniformly coated as a whole.
상기 오일은 프로세스 오일(Process oil)로 나프테닉계 오일(Naphthenic oil), 아로마틱계 오일(Aromatic oil) 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 하나의 오일을 사용할 수 있다.The oil is a process oil, and one oil selected from the group consisting of naphthenic oil, aromatic oil, and combinations thereof may be used.
상술한 바와 같은 코팅하는 단계가 완료되면, 최종 불용성 유황이 수득된다. 이러한 불용성 유황은 짙은 노란색을 띄고 열적 안정성을 가지는 폴리머 상태의 불용성 유황 고분자를 80% 이상으로 포함하고 있을 수 있다. When the coating step as described above is completed, the final insoluble sulfur is obtained. Such insoluble sulfur may contain 80% or more of insoluble sulfur polymer in a polymer state having a dark yellow color and thermal stability.
실시예 1. 불용성 유황 제조Example 1. Preparation of insoluble sulfur
유황 100중량부에 황화물로 메틸디술피드(Methyldisulfide)를 0.5중량부 첨가한 후 140℃에서 200RPM으로 1시간 동안 혼합하였다. 그 다음, 반응기에 넣고 550℃ 이상으로 온도를 높여 증발시키고, 증발된 유황은 퀀칭 존으로 보내 이황화탄소로 급냉하였다. 그리고, 원심분리기로 고형분을 분리한 후 건조하여 불용성 유황을 제조하였다.After adding 0.5 parts by weight of methyldisulfide as sulfide to 100 parts by weight of sulfur, the mixture was mixed at 140° C. at 200 RPM for 1 hour. Then, it was put into a reactor and evaporated by raising the temperature to 550° C. or more, and the evaporated sulfur was sent to a quenching zone and quenched with carbon disulfide. Then, the solid content was separated by a centrifuge and dried to prepare insoluble sulfur.
실시예 2. 불용성 유황 제조Example 2. Preparation of Insoluble Sulfur
황화물로 메틸디술피드(Methyldisulfide)를 3중량부 첨가한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 불용성 유황을 제조하였다.Insoluble sulfur was prepared in the same manner as in Example 1, except that 3 parts by weight of methyldisulfide was added as a sulfide.
실시예 3. 불용성 유황 제조Example 3. Preparation of Insoluble Sulfur
황화물로 프로필디술피드(Propyldisulfide)를 0.5중량부 첨가한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 불용성 유황을 제조하였다.Insoluble sulfur was prepared in the same manner as in Example 1, except that 0.5 parts by weight of propyldisulfide was added as a sulfide.
실시예 4. 불용성 유황 제조Example 4. Preparation of Insoluble Sulfur
황화물로 프로필디술피드(Propyldisulfide)를 3중량부 첨가한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 불용성 유황을 제조하였다.Insoluble sulfur was prepared in the same manner as in Example 1, except that 3 parts by weight of propyldisulfide was added as a sulfide.
실시예 5. 불용성 유황 제조Example 5. Preparation of Insoluble Sulfur
황화물로 디메틸디술피드(Dimethyldisulfide)를 0.5중량부 첨가한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 불용성 유황을 제조하였다.Insoluble sulfur was prepared in the same manner as in Example 1, except that 0.5 parts by weight of dimethyldisulfide was added as a sulfide.
실시예 6. 불용성 유황 제조Example 6. Preparation of Insoluble Sulfur
황화물로 디메틸디술피드(Dimethyldisulfide)를 3중량부 첨가한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 불용성 유황을 제조하였다.Insoluble sulfur was prepared in the same manner as in Example 1, except that 3 parts by weight of dimethyldisulfide was added as a sulfide.
실시예 7. 불용성 유황 제조Example 7. Preparation of Insoluble Sulfur
황화물로 디프로필디술피드(Dipropyldisulfide)를 0.5중량부 첨가한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 불용성 유황을 제조하였다.Insoluble sulfur was prepared in the same manner as in Example 1, except that 0.5 parts by weight of dipropyldisulfide was added as a sulfide.
실시예 8. 불용성 유황 제조Example 8. Preparation of Insoluble Sulfur
황화물로 디프로필디술피드(Dipropyldisulfide)를 3중량부 첨가한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 불용성 유황을 제조하였다.Insoluble sulfur was prepared in the same manner as in Example 1, except that 3 parts by weight of dipropyldisulfide was added as a sulfide.
실시예 9. 불용성 유황 제조Example 9. Preparation of Insoluble Sulfur
황화물로 디프로필디술피드(Dipropyldisulfide) 1.5중량부 및 디메틸디술피드(Dimethyldisulfide) 1.5 중량부 첨가한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 불용성 유황을 제조하였다.Insoluble sulfur was prepared in the same manner as in Example 1, except that 1.5 parts by weight of dipropyldisulfide and 1.5 parts by weight of dimethyldisulfide were added as sulfides.
비교예 1. 불용성 유황 제조Comparative Example 1. Preparation of insoluble sulfur
130℃의 유황 100중량부를 반응기에 넣고 550℃ 이상으로 온도를 높여 증발시키고, 증발된 유황은 퀀칭 존으로 보내 이황화탄소로 급냉하였다. 그리고, 원심분리기로 고형분을 분리한 후 건조하여 불용성 유황을 제조하였다.100 parts by weight of sulfur at 130° C. was put into a reactor, the temperature was raised to 550° C. or higher, and evaporated, and the evaporated sulfur was sent to a quenching zone and quenched with carbon disulfide. Then, the solid content was separated by a centrifuge and dried to prepare insoluble sulfur.
비교예 2. 불용성 유황 제조Comparative Example 2. Preparation of insoluble sulfur
황화물로 프로필디술피드(Propyldisulfide)를 6중량부 첨가한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 불용성 유황을 제조하였다.Insoluble sulfur was prepared in the same manner as in Example 1, except that 6 parts by weight of propyldisulfide was added as a sulfide.
비교예 3. 불용성 유황 제조Comparative Example 3. Preparation of insoluble sulfur
황화물로 디프로필디술피드(Dipropyldisulfide)를 6중량부 첨가한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 불용성 유황을 제조하였다.Insoluble sulfur was prepared in the same manner as in Example 1, except that 6 parts by weight of dipropyldisulfide was added as a sulfide.
비교예 4. 불용성 유황 제조Comparative Example 4. Preparation of insoluble sulfur
황화물로 순도가 80%인 디메틸디술피드(Dimethyldisulfide)를 3중량부 첨가한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 불용성 유황을 제조하였다.Insoluble sulfur was prepared in the same manner as in Example 1, except that 3 parts by weight of dimethyldisulfide having a purity of 80% was added as a sulfide.
실험예 1. 물리적 특성 평가Experimental Example 1. Physical property evaluation
실시예 1~9 및 비교예 1~4에 따른 불용성 유황의 물리적 특성을 평가하기 위해 하기와 같이 실험을 실시하였다.In order to evaluate the physical properties of insoluble sulfur according to Examples 1 to 9 and Comparative Examples 1 to 4, an experiment was conducted as follows.
ASTM(미국 재료시험협회, ASTM D 4578)에서 규정하고 있는 방법을 채택하여 불용성 유황의 순도(Insoluble Sulphur(min) on total S) 즉, 총 유황 내 불용성 유황의 무게, 산도(Acidity, as H2SO4(max)), 회분(Ash content(max)), 열 손실(Heat loss(max))을 각각 측정하고, 그 결과를 하기 표 1 및 표 2에 나타내었다. 또한, 불용성 유황의 색은 육안으로 평가하여 표 1 및 표 2에 나타내었다.By adopting the method stipulated by ASTM (American Society for Testing and Materials, ASTM D 4578), the purity of insoluble sulfur (Insoluble Sulfur(min) on total S), that is, the weight of insoluble sulfur in total sulfur, and acidity (Acidity, as H 2) SO 4 (max)), ash (Ash content (max)), and heat loss (Heat loss (max)) were measured, respectively, and the results are shown in Tables 1 and 2 below. In addition, the color of insoluble sulfur was visually evaluated and shown in Tables 1 and 2.
열 안정성은 ASTM D 4578 시험법에 의거 실시예들 및 비교예들의 불용성 유황을 105℃에 15분간 노출시킨 후 순도(총 유황 중 불용분%)를 측정하였다. 그리고, 열에 노출 시키기 전인 상온에서 측정한 불용성 유황의 순도와 비교하여 열 안정성을 평가하였다. For thermal stability, purity (% insoluble in total sulfur) was measured after exposing the insoluble sulfur of Examples and Comparative Examples to 105° C. for 15 minutes according to ASTM D 4578 test method. And, compared to the purity of insoluble sulfur measured at room temperature before exposure to heat, thermal stability was evaluated.
표 1 및 표 2는 실험 결과를 나타낸 표이다.Tables 1 and 2 are tables showing experimental results.
(열노출후순도, %)thermal stability
(Purity after heat exposure, %)
(열노출후순도, %)thermal stability
(Purity after heat exposure, %)
상기 표 1 및 표 2의 결과에 의하면, 실시예 1내지 실시예 9가 비교예 1 내지 비교예 4에 비해 모든 항목에 있어서 전반적으로 우수한 결과를 나타냄을 확인할 수 있었다. 특히, 디메틸디술피드(Dimethyldisulfide)와 디프로필디술피드(Dipropyldisulfide)를 단독으로 사용한 실시예 6과 실시예 8, 그리고 디메틸디술피드(Dimethyldisulfide), 및 디프로필디술피드(Dipropyldisulfide)를 1:1의 중량비로 배합하여 사용한 실시예 9의 경우, 열 노출 전 후 의 순도 변화가 크지 않아 열 안정성이 다소 향상되었음을 알 수 있었다.한편, 순도가 80%인 디메틸디술피드(Dimethyldisulfide)를 적용한 비교예 4는 일정 수준의 열 안정성을 나타내기는 하였으나 산도, 회분 및 열 손실에 있어서 상대적으로 낮은 수치를 나타냈고, 황화물을 과량 포함한 비교예 2 및 비교예 3에서는 불용성 유황의 표면에서 블랙 스팟이 확인됐다.According to the results of Tables 1 and 2, it was confirmed that Examples 1 to 9 showed overall superior results in all items compared to Comparative Examples 1 to 4. In particular, Examples 6 and 8 using dimethyldisulfide and dipropyldisulfide alone, and dimethyldisulfide and dipropyldisulfide in a weight ratio of 1:1 In the case of Example 9, which was used in combination with , there was no significant change in the purity before and after heat exposure, so it was found that the thermal stability was somewhat improved. Although it exhibited a high level of thermal stability, it showed relatively low values in acidity, ash, and heat loss, and in Comparative Examples 2 and 3 containing an excessive amount of sulfide, black spots were confirmed on the surface of insoluble sulfur.
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하였지만, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해되어야 하고, 본 발명의 범위는 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.Although preferred embodiments of the present invention have been described with reference to the accompanying drawings, the embodiments described in the present specification and the configurations shown in the drawings are only the most preferred embodiments of the present invention and represent all of the technical spirit of the present invention. Therefore, it should be understood that there may be various equivalents and modifications that can be substituted for them at the time of filing the present application. Therefore, the embodiments described above are to be understood as illustrative and not restrictive in all respects, and the scope of the present invention is indicated by the following claims rather than the detailed description, and the meaning and scope of the claims and their All changes or modifications derived from the concept of equivalents should be construed as being included in the scope of the present invention.
Claims (7)
(a) Ethyldisulfide, methyldisulfide, propyldisulfide, diethyldisulfide, dimethyldisulfide, and dipropyldisulfide in liquid sulfur A method for producing insoluble sulfur, comprising the step of preparing an organic sulfur compound by adding one or more sulfides selected from the group consisting of and mixing them.
상기 (a)단계 이후에,
(a) 상기 유기황 화합물을 가열하여 유황 증기를 제조하는 단계;
(b) 상기 유황 증기를 이황화탄소로 급냉하여 유황 증기로부터 불용성 유황을 분리 및 회수하는 단계; 및
(c) 상기 불용성 유황에 오일을 가하여 코팅하는 단계;를 더 포함하는 불용성 유황의 제조방법.
According to claim 1,
After step (a),
(a) preparing sulfur vapor by heating the organosulfur compound;
(b) separating and recovering insoluble sulfur from the sulfur vapor by quenching the sulfur vapor with carbon disulfide; and
(c) coating the insoluble sulfur by adding oil to the insoluble sulfur;
상기 (a)단계에서 황화물은 액상 유황 100 중량부에 대하여, 0.001~10 중량부로 첨가하는 불용성 유황의 제조방법.
According to claim 1,
In the step (a), the sulfide is added in an amount of 0.001 to 10 parts by weight based on 100 parts by weight of liquid sulfur.
상기 (a)단계에서 혼합은 120~160℃의 온도에서 10~3600RPM의 속도로 10분~12시간 동안 실시되는 불용성 유황의 제조방법.
According to claim 1,
The mixing in step (a) is a method of producing insoluble sulfur carried out for 10 minutes to 12 hours at a temperature of 120 ~ 160 ℃ at a rate of 10 ~ 3600 RPM.
상기 (b)단계에서 가열은 500~700℃의 온도로 실시되는 불용성 유황의 제조방법.
3. The method of claim 2,
The heating in step (b) is a method for producing insoluble sulfur that is carried out at a temperature of 500 ~ 700 ℃.
상기 (c)단계에서 급냉은 30~60℃의 온도로 실시되는 불용성 유황의 제조방법.
3. The method of claim 2,
The rapid cooling in step (c) is a method for producing insoluble sulfur that is carried out at a temperature of 30 to 60 ℃.
상기 (d)단계에서 코팅은 불용성 유황 100 중량부에 대하여, 오일 1~40 중량부를 불용성 유황의 표면에 분사하는 방식으로 실시되되, 상기 오일은 20~30℃의 온도 범위인 불용성 유황의 제조방법.
3. The method of claim 2,
In step (d), the coating is carried out by spraying 1 to 40 parts by weight of oil on the surface of insoluble sulfur with respect to 100 parts by weight of insoluble sulfur, wherein the oil is in a temperature range of 20 to 30 ° C. Method of producing insoluble sulfur .
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