专利名称:连续生产高热稳定性不溶性硫磺的方法
技术领域:
本发明涉及精细化学品领域里的不溶性硫磺的生产方法,特别涉 及一种连续生产高热稳定性不溶性硫磺的方法。
(二)
背景技术:
不溶性硫磺又称聚合硫,不溶于CS2而得名,是子午线轮胎的必
用硫化剂。随着轮胎子午化率的提高,对高热稳定性不溶性硫磺的需 求增长迅速。因而,近年来对高热稳定性不溶性硫磺的研究也引起越 来越多的重视。
以普通硫磺为原料生产不溶性硫磺的方法从硫磺温度上分为低 温熔融法和高温汽相法,从淬火剂上又可分为水法和溶剂法。
国内大部分生产厂家和部分中国专利采用的是以水为淬火剂的 方法,该方法生产的产品分散性差,热稳定性尤其是高热稳定性满足 不了子午线轮胎对高热稳定性不溶性硫磺的要求,生产过程废水量 大,环保问题突出。
也有国内厂家和部分中国专利采用的以二硫化碳为淬火剂生产 不溶性硫磺,生产的产品质量在分散性、热稳定性上参差不齐,基本 能满足子午线轮胎的需求。但一般为单批间歇生产,连续性不强,产 品质量不稳定。不溶性硫磺粉碎时容易发生燃烧、爆炸事故,安全、 环保问题十分突出。
(三)
发明内容
本发明为了弥补现有技术的不足,提供了一种安全可靠、环保、 效率高、产品质量好的连续生产高热稳定性不溶性硫磺的方法。
本发明是通过如下技术方案实现的
本发明的连续生产高热稳定性不溶性硫磺的方法,包括以下步 骤a熔化、升温,b配制溶剂,c反应,d分离、固化、粉碎、提纯,e 干燥,f筛分、充油,其特殊之处在于步骤b中,溶剂为复合溶剂,
它由二硫化碳、二氯甲烷、SS助剂组成,三者的重量比例依次为
78-95: 5-20: 0.01-2,其中SS助剂为含不饱和键的烯烃。SS助剂可 采用a-甲基苯乙烯、异戊二烯或l-乙烯基-3-环己烯。
本发明的连续生产高热稳定性不溶性硫磺的方法,步骤d中,采 用液下粉碎法,在多功能罐内,不溶性硫磺内加入多功能罐体积的 20_50%的二硫化碳,开启液下粉碎机粉碎3-5小时。
本发明的连续生产高热稳定性不溶性硫磺的方法,步骤a中,原 料硫磺用0.3-0.4Mpa的水蒸汽加热熔化3-5小时。
本发明的连续生产高热稳定性不溶性硫磺的方法,步骤a中,硫 磺升温到600±50°C。
本发明的连续生产高热稳定性不溶性硫磺的方法,步骤c中,在 带搅拌装置的反应罐内先将冷却至5-2(TC的复合溶剂加至体积的 70%,将600士50。C的高温气态硫磺直接通入复合溶剂内接触反应,生 成不溶性硫磺,同时不断通入5-2(TC的复合溶剂并搅拌,使反应罐内 温度控制在20-5(TC内。
本发明的连续生产高热稳定性不溶性硫磺的方法,步骤d中,不 溶性硫磺固化温度为40-60°C,固化时间为1-2小时。
本发明的连续生产高热稳定性不溶性硫磺的方法,步骤e中,用 50-7(TC的热水在真空度》95。/。的环境内进行负压干燥6-8小时,得到 细度200-325目的不溶性硫磺粉末。
本发明的连续生产高热稳定性不溶性硫磺的方法,步骤f中,在 不溶性硫磺粉末中填充重量5-33%的环垸烃油。
本发明的连续生产高热稳定性不溶性硫磺的方法,步骤d与步骤 e之间还包括以下步骤
d-l、含可溶性硫磺的二硫化碳经再生处理,分离出可溶性硫磺 循环使用,再生塔塔底温度60-卯。C,塔顶温度50-80°C,再生量 1-3M3/h,蒸汽压力0.2—0.4Mpa。
本发明的有益效果是
l.采用复合溶剂法生产,所得产品完全可以满足子午线轮胎对高热稳 定性不溶性硫磺的要求;
2. 采用连续生产,劳动生产率大大高于间歇法生产水平,而且保证了 产品品质均一;
3. 采用液下粉碎,避免了不溶性硫磺粉碎带来的易燃易爆问题;
4. 基本无"三废"产生,属绿色环保方法。
(四)
附图为本发明的流程示意图。
(五)
具体实施例方式
实施例1
本发明的连续生产高热稳定性不溶性硫磺的方法,包括以下步
骤
a、 原料硫磺熔化、升温原料硫磺即工业硫磺用0.3-0.4Mpa的 水蒸汽在熔硫槽中加热4小时熔化,通过泵打入硫磺升温罐内,升温 到600 °C;
b、 复合溶剂配制在复合溶剂循环罐内加入二硫化碳、二氯甲 垸、和SS助剂组成复合溶剂,重量比例为二硫化碳二氯甲垸SS=87: 12: 1, SS助剂采用ci-甲基苯乙烯;
C、反应在带搅拌装置的反应罐内先将经冷却至12"C的复合溶
剂加至体积的70%,将60(TC的高温气态硫磺直接通入复合溶剂内接 触反应,生成不溶性硫磺,同时不断通入12'C的复合溶剂并搅拌,使 反应罐内温度控制在32-38i:内;
d、 分离、固化、粉碎、提纯上述反应后的混合液,通过反应
罐溢流口分别连续进入多个多功能罐内,分离出的复合溶剂进入复合
溶剂循环罐内循环使用,不溶性硫磺在多功能罐内在47-53"C固化1.5 小时,再加入多功能罐体积的35%的CS2 (不溶性硫磺4-5吨,CS2重 量为不溶性硫磺的1.5-2倍,实施例2与3中与此同),开启液下粉碎 机粉碎4小时;分多次用CS2提纯,得到含量98%以上的不溶性硫磺; d-l、含可溶性硫磺的二硫化碳经再生处理,分离出可溶性硫磺 (结晶硫)后,进入前工序循环使用,再生塔塔底温度70-80°C,塔 顶温度60-70。C,再生量l-3M3/h,蒸汽压力0.2—0.4Mpa;
e、 干燥前述不溶性硫磺在多功能罐内,用57-63"C的热水在真空度>95%的环境内进行负压干燥7小时,得到细度240-280目的不 溶性硫磺粉末;
f、筛分、充油不溶性硫磺粉末经过筛分,填充占不溶性硫磺 粉末重量19%的环烷烃油,得到高热稳定性不溶性硫磺成品,包装。 环烷烃油为制备不溶性硫磺常规使用的市售环垸烃油。
本发明的要点是提供一种以二硫化碳、二氯甲垸、SS助剂组成的 复合溶剂作淬火剂,采用高温气相法连续生产不溶性硫磺。使用该淬 火剂的产品质量在分散性、高热稳定性上完全可以满足对高热稳定性 不溶性硫磺的需求。液下粉碎方法避免了不溶性硫磺粉碎带来的易燃 易爆问题。
实施例2
本发明的连续生产高热稳定性不溶性硫磺的方法,包括以下步
骤
a、 原料硫磺熔化、升温原料硫磺即工业硫磺用0.3-0.4Mpa的 水蒸汽在熔硫槽中加热3小时熔化,通过泵打入硫磺升温罐内,升温 到550。C;
b、 复合溶剂配制在复合溶剂循环罐内加入二硫化碳、二氯甲 烷、和SS助剂组成复合溶剂,重量比例为二硫化碳二氯甲垸SS=78: 5: 0.01, SS助剂采用异戊二烯;
C、反应在带搅拌装置的反应罐内先将经冷却至5。C的复合溶剂
加至体积的70%,将55(TC的高温气态硫磺直接通入复合溶剂内接触 反应,生成不溶性硫磺,同时不断通入5'C的复合溶剂并搅拌,使反 应罐内温度控制在20-26°。内;
d、分离、P化、粉碎、提纯上述反应后的混合液,通过反应 罐溢流口分别连续进入多个多功能罐内,分离出的复合溶剂进入复合 溶剂循环罐内循环使用,不溶性硫磺在多功能罐内在40-46'C固化2 小时,再加入多功能罐体积的20%的CS2,开启液下粉碎机粉碎3小时; 分多次用CS2提纯,得到含量98%以上的不溶性硫磺;
d-l、含可溶性硫磺的二硫化碳经再生处理,分离出可溶性硫磺 (结晶硫)后,进入前工序循环使用,再生塔塔底温度60-70°C,塔顶温度50-60。C,再生量l-3M3/h,蒸汽压力0.2—0.4Mpa;
e、 干燥前述不溶性硫磺在多功能罐内,用5(TC的热水在真空 度>95%的环境内进行负压干燥8小时,得到细度200-240目的不溶 性硫磺粉末;
f、 筛分、充油不溶性硫磺粉末经过筛分,填充占不溶性硫磺 粉末重量5%的环垸烃油,得到高热稳定性不溶性硫磺成品,包装。
其余与实施例1相同。
实施例3
本发明的连续生产高热稳定性不溶性硫磺的方法,包括以下步
骤
a、 原料硫磺熔化、升温原料硫磺即工业硫磺用0.3-0.4Mpa的 水蒸汽在熔硫槽中加热5小时熔化,通过泵打入硫磺升温罐内,升温 到650°C;
b、 复合溶剂配制在复合溶剂循环罐内加入二硫化碳、二氯甲 烷、和SS助剂组成复合溶剂,重量比例为二硫化碳二氯甲烷SS=95: 20: 2, SS助剂采用l-乙烯基-3-环己烯;
c、 反应在带搅拌装置的反应罐内先将经冷却至2(TC的复合溶 剂加至体积的70%,将65(TC的高温气态硫磺直接通入复合溶剂内接 触反应,生成不溶性硫磺,同时不断通入20。C的复合溶剂并搅拌,使 反应罐内温度控制在44-50°C内;
d、 分离、固化、粉碎、提纯上述反应后的混合液,通过反应 罐溢流口分别连续进入多个多功能罐内,分离出的复合溶剂进入复合 溶剂循环罐内循环使用,不溶性硫磺在多功能罐内在54-6(TC固化1 小时,再加入多功能罐体积的50%的CS2,开启液下粉碎机粉碎5小时; 分多次用CS2提纯,得到含量98%以上的不溶性硫磺;
e、 干燥前述不溶性硫磺在多功能罐内,用7(TC的热水在真空 度>95%的环境内进行负压干燥6小时,得到细度280-325目的不溶 性硫磺粉末;
f、 筛分、充油不溶性硫磺粉末经过筛分,填充占不溶性硫磺 粉末重量33%的环烷烃油,得到高热稳定性不溶性硫磺成品,包装。
其余与实施例1相同。
权利要求
1.一种连续生产高热稳定性不溶性硫磺的方法,包括以下步骤a熔化、升温,b配制溶剂,c反应,d分离、固化、粉碎、提纯,e干燥,f筛分、充油,其特征在于步骤b中,溶剂为复合溶剂,它由二硫化碳、二氯甲烷、SS助剂组成,三者的重量比例依次为78-95∶5-20∶0.01-2,其中SS助剂为含不饱和键的烯烃。
2. 根据权利要求1所述的连续生产高热稳定性不溶性硫磺的方法,其特征在于步骤d中,采用液下粉碎法,在多功能罐内,不溶性硫磺内加入多功能罐体积的20-50%的二硫化碳,开启液下粉碎机粉碎 3-5小时。
3. 根据权利要求1或2所述的连续生产高热稳定性不溶性硫磺的方 法,其特征在于步骤a中,原料硫磺用0.3-0.4Mpa的水蒸汽加热 熔化3-5小时。
4. 根据权利要求1或2所述的连续生产高热稳定性不溶性硫磺的方 法,其特征在于步骤a中,硫磺升温到600士50℃。
5. 根据权利要求1或2所述的连续生产高热稳定性不溶性硫磺的方 法,其特征在于步骤c中,在带搅拌装置的反应罐内先将冷却至 5-20'C的复合溶剂加至体积的70%,将600土50'C的高温气态硫磺 直接通入复合溶剂内接触反应,生成不溶性硫磺,同时不断通入 5-20°C的复合溶剂并搅拌,使反应罐内温度控制在20-50°C内。
6. 根据权利要求1或2所述的连续生产高热稳定性不溶性硫磺的方 法,其特征在于步骤d中,不溶性硫磺固化温度为40-60°C,固 化时间为卜2小时。
7. 根据权利要求1或2所述的连续生产高热稳定性不溶性硫磺的方 法,其特征在于步骤e中,用50_70°。的热水在真空度≥95%的 环境内进行负压干燥6-8小时,得到细度200-325目的不溶性硫磺 粉末。
8. 根据权利要求1或2所述的连续生产高热稳定性不溶性硫磺的方 法,其特征在于步骤f中,在不溶性硫磺粉末中填充重量5-33% 的环烷烃油。
9. 根据权利要求1或2所述的连续生产高热稳定性不溶性硫磺的方 法,其特征在于步骤d与步骤e之间还包括以下步骤d-l、含可溶性硫磺的二硫化碳经再生处理,分离出可溶性硫磺 循环使用,再生塔塔底温度60-90°C,塔顶温度50-80°C,再生量 l-3M3/h,蒸汽压力0.2—0.4Mpa。
全文摘要
本发明的连续生产高热稳定性不溶性硫磺的方法,包括以下步骤a熔化、升温,b配制溶剂,c反应,d分离、固化、粉碎、提纯,e干燥,f筛分、充油,步骤b中,溶剂为复合溶剂,它由二硫化碳、二氯甲烷、SS助剂组成,三者的重量比例依次为78-95∶5-20∶0.01-2,其中SS助剂为含不饱和键的烯烃。SS助剂可采用α-甲基苯乙烯、异戊二烯或1-乙烯基-3-环己烯。本发明的有益效果是采用复合溶剂法生产,所得产品完全可以满足子午线轮胎的要求;采用连续生产,劳动生产率大大高于间歇法生产水平,而且保证了产品品质均一;采用液下粉碎,避免了不溶性硫磺粉碎带来的易燃易爆问题;基本无“三废”产生,属绿色环保方法。
文档编号C01B17/00GK101343045SQ20081013926
公开日2009年1月14日 申请日期2008年8月26日 优先权日2008年8月26日
发明者刘经福, 吕桂中, 均 徐, 徐承秋, 潘鹏勇, 王前文, 黎振球 申请人:山东省单县化工有限公司