連續(xù)管道化過熱硫磺蒸汽制備高品質(zhì)不溶性硫磺的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種不溶性硫磺的生產(chǎn)方法，尤其涉及一種連續(xù)管道化過熱硫磺蒸汽制備高品質(zhì)不溶性硫磺的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]不溶性硫磺其化學(xué)名稱:硫的均聚物，又稱聚合硫，簡(jiǎn)稱IS，它是一種亞穩(wěn)態(tài)的聚合物，在受熱或存放不當(dāng)易返原為普通硫磺。不溶性硫磺是一種優(yōu)異的橡膠硫化劑，用其硫化的橡膠具有最佳的不噴霜性，能有效地預(yù)防膠料的焦燒和增進(jìn)橡膠與金屬的結(jié)合，目前廣泛地用于子午線輪胎的專用硫化劑。
[0003]現(xiàn)在國(guó)內(nèi)生產(chǎn)不溶性硫磺的工廠生產(chǎn)工藝基本上均采用常規(guī)工藝的高溫氣相法，水介質(zhì)淬火法工藝，生產(chǎn)工藝流程和工藝參數(shù)基本大同小異，由于生產(chǎn)設(shè)備設(shè)計(jì)，工藝設(shè)計(jì)及工藝參數(shù)控制沒有重大的創(chuàng)新，所以普遍存在產(chǎn)品含量低，高熱穩(wěn)定性差，分散性差，生產(chǎn)過程靜電處理不好生產(chǎn)不安全和CS2消耗高等問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是針對(duì)上述不足提供一種生產(chǎn)安全性高、產(chǎn)品穩(wěn)定性和分散性好的連續(xù)管道化過熱硫磺蒸汽制備高品質(zhì)不溶性硫磺的方法，使不溶性硫磺產(chǎn)品品質(zhì)達(dá)到與超過美國(guó)Flexsys產(chǎn)品，占領(lǐng)國(guó)內(nèi)外市場(chǎng)。
[0005]為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是:
連續(xù)管道化過熱硫磺蒸汽制備高品質(zhì)不溶性硫磺的方法，包括如下步驟:精選原料硫磺，定時(shí)定量將原料硫磺加入融硫箱內(nèi)，對(duì)熔融的液態(tài)硫磺加熱、氣化，在酸性淬火液中進(jìn)行驟冷聚合，再壓片，洗滌，固化干燥，將固化干燥好的IS-60粉碎，過篩成粉末狀I(lǐng)S-60粉，細(xì)度:150um全通，平均粒徑100-150um，將IS-60粉在多功能干燥機(jī)的同一設(shè)備中進(jìn)行萃取、固液分離、干燥，制成IS-90粉并回收CS2，IS-90粉晾吹后，用旋轉(zhuǎn)篩過篩，確保細(xì)度150um全通,檢驗(yàn)、包裝，IS-90粉檢驗(yàn)包裝之前還包括穩(wěn)定劑的配置與充油步驟,具體操作如下:將環(huán)烷油加入配制釜內(nèi)，并加入橡膠促進(jìn)劑、復(fù)合穩(wěn)定劑以及表面活性劑，所述橡膠促進(jìn)劑、復(fù)合穩(wěn)定劑以及表面活性劑的添加重量比例為2-4:1-2:4-5，依次添加完成后攪拌均勻，將配制釜加熱升溫至45-55°C，攪拌25-35min備用，開啟雙螺桿混合機(jī)將稱重好的IS-90粉加入混合機(jī)內(nèi)，所述IS-90粉與橡膠促進(jìn)劑的添加重量比例為:190-210: 1，開啟齒輪泵將配置好穩(wěn)定劑和表面活性劑的環(huán)烷油噴入混合機(jī)，環(huán)烷油加完后再混合25-35min，出料。
[0006]上述技術(shù)方案的有關(guān)內(nèi)容作如下解釋:
上述技術(shù)方案中，所述復(fù)合穩(wěn)定劑為苯乙烯類，所述表面活性劑為烷基二硫化物。
[0007]進(jìn)一步的，所述復(fù)合穩(wěn)定劑為α甲基苯乙烯。
[0008]上述技術(shù)方案中，將IS-60粉制成IS-90粉之前還需進(jìn)行分子量均一化步驟，具體操作如下:將粉碎過篩的IS -60粉加入分子量均一化的反應(yīng)器內(nèi)并轉(zhuǎn)動(dòng)反應(yīng)器，噴入配制好的分子量調(diào)節(jié)劑升溫反應(yīng)，分子量調(diào)節(jié)劑與IS -60粉的質(zhì)量比例為0.8-1:80，控制反應(yīng)器內(nèi)溫度為60-70°C，反應(yīng)1.2-1.6小時(shí)出料。
[0009]由于上述技術(shù)方案運(yùn)用，本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有下列優(yōu)點(diǎn)和效果:
本發(fā)明復(fù)合穩(wěn)定劑加入IS-90粉中后，由于復(fù)合穩(wěn)定劑的協(xié)同效應(yīng)，有效地提高了IS-90產(chǎn)品高熱穩(wěn)定性，α甲基苯乙烯與環(huán)烷油的協(xié)同作用對(duì)IS-90粉進(jìn)行了表面活性處理使IS充油產(chǎn)品流動(dòng)性，分散性更好。另外，將IS-60粉進(jìn)行分子量均一化反應(yīng)，是使IS-60聚合硫中的小分子量聚合硫部分聚合成大分子量聚合硫，從而進(jìn)一步提高了產(chǎn)品的高熱穩(wěn)定性。
【具體實(shí)施方式】
[0010]下面結(jié)合實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步描述:
本發(fā)明連續(xù)管道化過熱硫磺蒸汽制備高品質(zhì)不溶性硫磺的方法，包括如下步驟:
a、精選硫磺工序:選用煉油廠的脫硫高純度石油硫，IS含量在99.8%以上，將硫磺加入融硫箱內(nèi)，內(nèi)盤管蒸汽壓力0.5±0.05mpa ；
b、高溫氣化聚合工序:將融熔了的溫度為135±5°C液體硫磺用計(jì)量泵(流量為
0.5-0.8T/H)，注入高溫氣化爐內(nèi)的螺旋管內(nèi)，液態(tài)硫磺在高溫氣化爐內(nèi)先后經(jīng)過溫度為460-4650C的升溫區(qū)、655-660°C的沸騰汽化區(qū)以及664-668°C的過熱硫蒸汽加熱區(qū)，然后從管內(nèi)經(jīng)噴嘴噴入聚冷箱的淬火液中，過熱硫蒸汽出口溫度為615±5°C ;
C、驟冷與分子量調(diào)節(jié)工序:將上述615±5°C的過熱硫磺蒸汽經(jīng)噴嘴噴入溫度75±5°C的淬火槽內(nèi)進(jìn)行淬火與分子量調(diào)節(jié)，淬火液介質(zhì)為Fecl3+HN03+水，酸度:2.5%±0.05 (以HNO3計(jì))，F(xiàn)ecl3濃度:1.5%±0.05，平均驟冷時(shí)間為3_5分鐘；
d、制片、固化、粉碎工序:每隔3-5分鐘從淬火槽中取出彈性硫在14寸開煉機(jī)上進(jìn)行水洗、制片，將制成片的聚合硫送入蒸汽管加熱烘道內(nèi)進(jìn)行固化，干燥溫度控制在60±5°C，時(shí)間16-22小時(shí)，將固化干燥后的IS-60不溶性硫磺經(jīng)破碎機(jī)破碎成顆粒狀加入粉碎機(jī)內(nèi)，加料器加料速度為1.1-1.3T/H，分級(jí)輪轉(zhuǎn)速為240-260轉(zhuǎn)/分，粉碎后經(jīng)150um篩網(wǎng)過篩，過篩后IS-60粉平均粒徑為100-150um ；
e、將粉碎過篩的IS-60粉加入分子量均一化的反應(yīng)器內(nèi)并轉(zhuǎn)動(dòng)反應(yīng)器，噴入配制好的分子量調(diào)節(jié)劑升溫反應(yīng)，分子量調(diào)節(jié)劑與IS -60粉的質(zhì)量比例為0.8-1:80，控制反應(yīng)器內(nèi)溫度為60-70°C，反應(yīng)1.2-1.6小時(shí)出料。
[0011]f、萃取、分離、干燥工序:將經(jīng)過e步驟處理后的IS-60粉加入N2置換過的同時(shí)具有萃取、洗滌和干燥功能的雙錐回旋式干燥器內(nèi)，通過管道將5600±500kgCS2分三次加入所述干燥器萃取一次，洗滌萃取二次，每次將CS2母液抽干，然后向夾套通入80±5°C熱水，啟動(dòng)干燥器，開真空進(jìn)行減壓干燥，溫度由25°C上升到40-50°C干燥結(jié)束,將抽濾出的CS2母液用屏蔽泵輸入蒸餾釜內(nèi)回收CS2循環(huán)使用；
g、蒸餾回收CS2工序:將雙錐回旋式干燥器中抽濾出來的CS2母液從CS2母液儲(chǔ)罐用水壓壓入CS2母液計(jì)量罐，然后用屏蔽泵將CS2母液加入蒸餾釜內(nèi)，開釜內(nèi)小螺旋管蒸汽閥開始蒸餾，蒸餾釜內(nèi)壓力控制在正30-40mmhg (壓差計(jì)讀數(shù))氣相溫度46.5_50°C，正常后以每小時(shí)1.5-1.8T的加料速度、向蒸餾加入CS2母液，待母液蒸餾結(jié)束，氣體溫度上升至50°C以上，蒸餾釜壓差計(jì)讀數(shù)為0-5 mmhg，并且從蒸餾釜視鏡中觀察釜內(nèi)硫磺表面已無大量0&氣泡蒸出時(shí)，開爸內(nèi)大螺旋管蒸汽閥，蒸汽壓力0.4-0.5mpa加熱110_130min,開爸內(nèi)直接蒸汽閥，吹動(dòng)釜內(nèi)液體硫磺旋轉(zhuǎn)且翻動(dòng)，13-15min后蒸餾塔頂溫度上升至90_95°C結(jié)束蒸餾，將回收硫磺放入室外槽內(nèi)；
h、穩(wěn)定劑的配制與充油工序:從上述干燥器取出IS-90粉經(jīng)晾吹后，用旋轉(zhuǎn)篩過篩，確保細(xì)度150 um全通。將環(huán)烷油加入配制釜內(nèi)，并加入橡膠促進(jìn)劑、復(fù)合穩(wěn)定劑以及表面活性劑，所述橡膠促進(jìn)劑、復(fù)合穩(wěn)定劑以及表面活性劑的添加重量比例為2-4:1-2:4-5，依次添加完成后攪拌均勻，將配制釜加熱升溫至45-55°C，攪拌25-35min備用，開啟雙螺桿混合機(jī)將稱重好的IS-90粉加入混合機(jī)內(nèi)，所述IS-90粉與橡膠促進(jìn)劑的添加重量比例為:190-210:1，開啟齒輪泵將配置好穩(wěn)定劑和表面活性劑的環(huán)烷油噴入混合機(jī)，環(huán)烷油加完后再混合25-35min，出料。
[0012]以下列舉3個(gè)實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)敘述。
[0013]實(shí)施例1
本發(fā)明連續(xù)管道化過熱硫磺蒸汽制備高品質(zhì)不溶性硫磺的方法，包括如下步驟:
a、精選硫磺工序:選用煉油廠的脫硫高純度石油硫，IS含量在99.8%以上，將硫磺加入融硫箱內(nèi)，內(nèi)盤管蒸汽壓力0.45mpa ；
b、高溫氣化聚合工序:將融熔了的溫度為130°C液體硫磺用計(jì)量泵(流量為0.5T/H)，注入高溫氣化爐內(nèi)的螺旋管內(nèi)，液態(tài)硫磺在高溫氣化爐內(nèi)先后經(jīng)過溫度為460°C的升溫區(qū)、655°C的沸騰汽化區(qū)以及664°C的過熱硫蒸汽加熱區(qū)，然后從管內(nèi)經(jīng)噴嘴噴入聚冷箱的淬火液中，過熱硫蒸汽出口溫度為610°C ;
C、驟冷與分子量調(diào)節(jié)工序:將上述溫度為610°C的過熱硫磺蒸汽經(jīng)噴嘴噴入溫度75V的淬火槽內(nèi)進(jìn)行淬火與分子量調(diào)節(jié)，淬火液介質(zhì)為Fecl3+HN03+水，酸度:2.45% (以HNO3if), Fecl3濃度:1.45%，平均驟冷時(shí)間為3分鐘；
d、制片、固化、粉碎工序:每隔3分鐘從淬火槽中取出彈性硫在14寸開煉機(jī)上進(jìn)行水洗、制片，將制成片的聚合硫送入蒸汽管加熱烘道內(nèi)進(jìn)行固化，干燥溫度控制在60°C，時(shí)間22小時(shí)，將固化干燥后的IS-60不溶性硫磺經(jīng)破碎機(jī)破碎成顆粒狀加入粉碎機(jī)內(nèi)，加料器加料速度為1.1T/H，分級(jí)輪轉(zhuǎn)速為240轉(zhuǎn)/分，粉碎后經(jīng)150um篩網(wǎng)過篩，過篩后IS-60粉平均粒徑為10um ；
e、將粉碎過篩的IS-60粉加入分子量均一化的反應(yīng)器內(nèi)并轉(zhuǎn)動(dòng)反應(yīng)器，噴入配制好的分子量調(diào)節(jié)劑升溫反應(yīng)，分子量調(diào)節(jié)劑與IS -60粉的質(zhì)量比例為0.8:80，控制反應(yīng)器內(nèi)溫度為60°C，反應(yīng)1.2小時(shí)后出料；
f、萃取、分離、干燥工序:將經(jīng)過e步驟處理后IS-60粉加入N2置換過的同時(shí)具有萃取、洗滌和干燥功能的雙錐回旋式干燥器內(nèi)，通過管道將5100kgCS2分三次加入所述干燥器萃取一次，洗滌萃取二次，每次將CS2母液抽干，然后向夾套通入75°C熱水，啟動(dòng)干燥器，開真空進(jìn)行減壓干燥，溫度由25°C上升到40°C干燥結(jié)束，將抽濾出的CS2母液用屏蔽泵輸入蒸餾釜內(nèi)回收CS2循環(huán)使用；
g、蒸餾回收CS2工序:將雙錐回旋式干燥器中抽濾出來的CS2母液從CS2母液儲(chǔ)罐用水壓壓入CS2母液計(jì)量罐，然后用屏蔽泵將CS2母液加入蒸餾釜內(nèi)，開釜內(nèi)小螺旋管蒸汽閥開始蒸餾，蒸餾釜內(nèi)壓力控制在正30mmhg (壓差計(jì)讀數(shù))氣相溫度46.5°C，正常后以每小時(shí)1.5T的加料速度、向蒸餾加入CS2母液，待母液蒸餾結(jié)束，氣體溫度上升至50°C以上，蒸餾釜壓差計(jì)讀數(shù)為0.5mmhg，并且從蒸餾釜視鏡中觀察釜內(nèi)硫磺表面已無大量CS2氣泡蒸出時(shí)，開爸內(nèi)大螺旋管蒸汽閥，蒸汽壓力0.4mpa加熱130min,開爸內(nèi)直接蒸汽閥,吹動(dòng)爸內(nèi)液體硫磺旋轉(zhuǎn)且翻動(dòng)，13min后蒸餾塔頂溫度上升至90°C結(jié)束蒸餾，將回收硫磺放入室外槽內(nèi)；
h、穩(wěn)定劑的配制與充油工序:從上述干燥器取出IS-90粉經(jīng)晾吹后，用旋