一種不溶性硫黃的連續(xù)化熟化方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種不溶性硫黃的連續(xù)化熟化工藝，屬于精細(xì)化工技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]不溶性硫黃為普通工業(yè)硫黃的聚合體，又稱聚合硫(IS)。由于其在橡膠制品加工溫度下能夠具有一定熱穩(wěn)定性，在較高的硫化溫度溫度下快速分解完成硫化，同時(shí)與硫黃相比具有不易噴霜、提高橡膠制品粘合強(qiáng)度、不易焦燒等優(yōu)點(diǎn)，所以作為橡膠工業(yè)重要的硫化劑，是橡膠工業(yè)重要的生產(chǎn)原料。
[0003]通常，生產(chǎn)不溶性硫黃的步驟分為升溫聚合、淬冷、熟化、過(guò)濾洗滌、干燥等過(guò)程。其中熟化過(guò)程又稱固化，該過(guò)程主要是不溶性硫黃在生成初期保持彈性體期間，完成聚合度優(yōu)化、鏈段整合重排等行為。該過(guò)程完成好壞，嚴(yán)重影響不溶性硫黃產(chǎn)品的熱穩(wěn)定性等核心指標(biāo)。
[0004]目前，關(guān)于不溶性硫磺的生產(chǎn)工藝的報(bào)道有很多，但是這些報(bào)道中對(duì)于不溶性硫磺的熟化過(guò)程都一筆帶過(guò)，缺乏詳細(xì)報(bào)道，且大多數(shù)熟化過(guò)程都是間歇固化，無(wú)法實(shí)現(xiàn)連續(xù)化生產(chǎn)。由于高溫硫黃需要控制流量進(jìn)行淬冷，如果全部硫黃淬冷完成后統(tǒng)一進(jìn)行熟化，這樣就意味著熟化過(guò)程無(wú)法真正實(shí)現(xiàn)連續(xù)化；另外，由于不溶性硫黃從生成到彈性消失，大約經(jīng)歷I小時(shí)，一般高溫硫黃淬冷時(shí)間較長(zhǎng)，容易導(dǎo)致最初生成的不溶性硫黃彈性狀態(tài)消失，彈性體消失后再進(jìn)行熟化會(huì)影響不溶性硫黃熱穩(wěn)定性等指標(biāo)。而且，由于不溶性硫黃粒子在彈性狀態(tài)期間相互接觸，會(huì)造成相互粘連，導(dǎo)致粒徑變大，固化時(shí)間延長(zhǎng)，也會(huì)引起品質(zhì)下降和顆粒直徑分布過(guò)寬。由此可以看出，間歇固化會(huì)影響不溶性硫磺的熱穩(wěn)定性。
[0005]中國(guó)專利文獻(xiàn)CN101343045A公開了一種連續(xù)生產(chǎn)高熱穩(wěn)定性不溶性硫磺的方法，雖然該專利指出是以連續(xù)化生產(chǎn)IS，但是從詳細(xì)的步驟分析可以看出，其固化過(guò)程是將淬冷后的固液混合物料送至多功能罐中，在多功能罐中統(tǒng)一進(jìn)行固化，固化溫度40-60°C，固化時(shí)間1-2小時(shí)，固化后直接在此多功能罐中進(jìn)行萃取、粉碎等操作。由此可以看出，該專利中的固化過(guò)程不是連續(xù)化，物料熟化時(shí)間長(zhǎng)短不一，仍然是屬于間歇性固化。
[0006]中國(guó)專利文獻(xiàn)CN101367506A公開了一種不溶性硫磺的制備方法，該方法指出在淬冷全部完成后，將淬冷生成的彈性體水洗成片狀，然后在50-60°C烘房中熟化12-16小時(shí)。該方法仍然是間歇性熟化，且熟化時(shí)間長(zhǎng)，熟化效率低。
[0007]中國(guó)專利文獻(xiàn)CN102491283A公開了一種不溶性硫磺的生產(chǎn)設(shè)備及其生產(chǎn)工藝，該專利也是間歇性固化，在淬冷全部完成后，將淬冷生成的液體進(jìn)入固化裝置進(jìn)行固化。
[0008]中國(guó)專利文獻(xiàn)CN103193205A公開了一種不溶性硫磺的連續(xù)生產(chǎn)方法，該方法將淬冷后的液體進(jìn)入回轉(zhuǎn)窯中，液體從回轉(zhuǎn)窯的頂部不斷流入回轉(zhuǎn)窯的尾部實(shí)現(xiàn)固化，固化過(guò)程液體不斷流動(dòng)。該方法雖然實(shí)現(xiàn)了連續(xù)固化，但是由于固化采取臥式轉(zhuǎn)動(dòng)，不溶性硫磺彈性體之間無(wú)法充分隔離，容易造成相互粘連，需要后期粉碎，對(duì)產(chǎn)品品質(zhì)造成不良影響。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，本發(fā)明提供了一種不溶性硫黃的連續(xù)化熟化方法，該方法能夠連續(xù)固化，所得產(chǎn)品熱穩(wěn)定性好。
[0010]本發(fā)明以淬冷后形成的不溶性硫黃與淬冷液的混合液為原料，淬冷后得到的新鮮物料直接從熟化釜的頂端連續(xù)流入熟化釜中，在熟化釜中完成熟化，熟化后的物料從熟化釜的底部連續(xù)流出。淬冷后物料從釜頂流到釜底的過(guò)程實(shí)現(xiàn)了物料的自然沉降，物料在此自然沉降過(guò)程中完成熟化。調(diào)整物料的流入和流出速度，使物料在熟化釜中保留一段時(shí)間，同時(shí)保持熟化釜的溫度，以保證熟化過(guò)程順利有效完成。完成熟化過(guò)程的物料從熟化釜流出后繼續(xù)進(jìn)入過(guò)濾洗滌、干燥等工序可以得到成品。本發(fā)明通過(guò)連續(xù)流動(dòng)的熟化工藝使物料在自然沉降的過(guò)程中完成熟化，未完成熟化的不溶性硫磺彈性體不會(huì)沉降在釜底發(fā)生粘連，熟化后的不?谷性硫橫能夠保持顆粒粒徑均一，粒徑$父細(xì)。
[0011]本發(fā)明的技術(shù)方案如下:
一種不溶性硫黃的連續(xù)化熟化方法，包括以下步驟:將淬冷后形成的物料直接從熟化釜頂端連續(xù)流入熟化釜，進(jìn)入熟化釜后的物料在熟化釜中停留15-60min后完成熟化，熟化后的物料從熟化釜的底部連續(xù)流出。
[0012]上述連續(xù)化熟化方法中，所述熟化釜為立式裝置。通過(guò)立式的熟化釜可以使物料在自然沉降的過(guò)程中完成熟化，避免了不溶性硫磺的粘連。
[0013]進(jìn)一步的，熟化釜為帶有換熱夾套的立式裝置，通過(guò)換熱夾套，可以很好的控制熟化釜的溫度。
[0014]上述連續(xù)化熟化方法中，所述淬冷后形成的物料為不溶性硫磺和淬冷液的混合物，不溶性硫黃在淬冷后形成的物料中的質(zhì)量百分比濃度為5-40%，優(yōu)選為10-35%或15-35%。
[0015]上述連續(xù)化熟化方法中，根據(jù)熟化釜的體積，調(diào)整物料流入和流出熟化釜的速度，使物料在熟化釜中停留15-60min。所述停留15_60min，表示的是物料從進(jìn)入熟化釜到流出熟化釜的時(shí)間為15-60min。
[0016]進(jìn)一步的，本發(fā)明熟化工藝可以實(shí)現(xiàn)連續(xù)化，在開始階段，先關(guān)閉熟化釜底部的出料閥，將淬冷后形成的新鮮物料直接從熟化釜頂端連續(xù)流入熟化釜中，待物料完全充滿或部分充滿熟化釜后，打開底部的出料閥，根據(jù)熟化釜的體積調(diào)整物料的流入速度和流出速度，使熟化釜中的物料在熟化釜中平均停留15-60min，這樣就可以實(shí)現(xiàn)連續(xù)熟化。
[0017]進(jìn)一步的，為了提高熟化釜的利用率，優(yōu)選使物料全部充滿熟化釜，當(dāng)物料全部充滿熟化釜后，根據(jù)熟化釜的高度，可以調(diào)整物料流入和流出速度，使物料在熟化釜中的平均停留時(shí)間為15-60min。
[0018]上述連續(xù)化熟化方法中，熟化釜的溫度為40-80 °C。
[0019]上述連續(xù)化熟化方法中，保證淬冷后形成的物料在40-80 °C下進(jìn)入熟化釜。
[0020]本發(fā)明所用的淬冷后形成的物料，可以按照現(xiàn)有技術(shù)中公開的方法得到。例如可以采用淬冷劑將硫黃蒸氣淬冷的方法得到，也可以采用高溫液體硫黃在淬冷劑中霧化淬冷的方法得到?，F(xiàn)今，淬冷形成的不溶性硫磺的粒徑一般在1_以下，這樣小的粒徑通過(guò)本發(fā)明的熟化方法可以快速完成熟化。當(dāng)粒劑在0.1mm以下時(shí)，熟化速度更快。
[0021]上述連續(xù)化熟化方法中，完成熟化的物料從熟化釜的底部流出，再進(jìn)入其他設(shè)備進(jìn)行洗滌和干燥。
[0022]本發(fā)明的有益效果在于:
1.本發(fā)明工藝方法能夠?qū)崿F(xiàn)不溶性硫黃的連續(xù)熟化操作，有利于實(shí)現(xiàn)不溶性硫黃的連續(xù)化生產(chǎn)；
2.本發(fā)明工藝方法能夠保證不溶性硫黃熟化時(shí)間一致，有利于提高產(chǎn)品指標(biāo)的穩(wěn)定性；
3.本發(fā)明工藝方法能夠保證不溶性硫黃在沉降過(guò)程中完成熟化，避免未完成熟化的顆粒沉降在底部發(fā)生相互粘連，能夠保持顆粒粒徑較細(xì)，粒徑較為均一，且由于粒徑較細(xì)，熟化時(shí)間縮短，從而提高了收率和設(shè)備產(chǎn)能。
【附圖說(shuō)明】
[0023]圖1為本發(fā)明工藝方法的示意圖。
[0024]圖中，1、淬冷裝置，2、熟化釜，3、物料，4、過(guò)濾、洗滌和干燥裝置，5、換熱夾套。
【具體實(shí)施方式】
[0025]下面通過(guò)實(shí)施例并結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步說(shuō)明，但不限于此。
[0026]實(shí)施例中使用的設(shè)備均為市場(chǎng)已有的成熟產(chǎn)品，未特別限定的操作均按現(xiàn)有技術(shù)。
[0027]下述實(shí)施例中，所用的淬冷形成的物料是按照以下淬冷方法處理得到的物料:溫度為500-700°C的硫黃蒸氣與淬冷液以1:30-300的質(zhì)量比混合進(jìn)行冷卻，得到的不溶性硫磺平均粒徑小于30微米，淬冷后的混合物料不溶性硫磺濃度5-40%。
[0028]實(shí)施例1
淬冷新生成的不溶性硫黃與淬冷液的混合物(不溶性硫黃在整個(gè)物料中質(zhì)量百分比濃度為15%)連續(xù)進(jìn)入熟化釜上部進(jìn)口，進(jìn)入時(shí)的溫度保持在60°C。進(jìn)入熟化釜后混合物進(jìn)行自然沉降，不溶性硫黃粒子從進(jìn)入熟化釜到沉降到底部花費(fèi)時(shí)間為40分鐘。控制熟化釜夾套熱水溫度60-70°C，維持熟化釜內(nèi)不溶性硫黃和淬冷液在沉降過(guò)程中溫度維持在60-650C。不溶性硫黃和淬冷液從熟化釜底部流出，直接進(jìn)行過(guò)濾