低溫熔融法生產不溶性硫磺
不溶性硫磺 (IS) 是硫磺的同素異形體,但它不溶于二硫化碳。隨著環保法規、燃料清潔化 要求的日益嚴格,石油與天然氣加工、煤化工、電力、金屬礦業等行業回收的普通硫磺數量不 斷增加,普通硫磺面臨市場飽和。 我國車用輪胎產量居世界第一位。作為子午胎生產的不可或缺的專用硫化劑——不溶性硫 磺的市場價格是普通硫磺的近15倍,開發生產IS這種硫磺深加工產品,不僅可大幅提高產品的 附加值,還可解決環境污染問題。 目前工業上硫磺轉化為不溶性硫磺多采用高溫氣化法,但該法易燃易爆、能耗大,因此, 近年來低溫熔融法受到人們的關注。由于二硫化碳對普通硫磺的溶解性很好、價格低、回收利 用較方便,因此,無論高溫法還是低溫法,目前均采用CS2作萃取劑來提純產品。但是,CS2沸 點很低、揮發度極高、易燃易爆,毒性很大。生產過程損耗達10-20%,使得IS生產面臨了嚴峻 的安全環保問題。國內生產的IS產品高溫穩定性 (120℃/15min) 大部分低于40%,與國外同類產 品有很大的差距。因此,高質量的IS產品近70%依賴進口。 目前,除了國外Flexsys品牌的IS產品占全球市場的近90%,其它IS產品質量都難以與它相 比。現有的生產工藝能耗大、設備腐蝕嚴重、易燃易爆,且萃取所用的二硫化碳溶劑存在相當 突出的安全環保問題。 目前,我們在該領域開展多年研究,取得了如下成果: 以煉油企業的回收硫磺為原料,采用低溫 (小于300℃) 熔融工藝法,可使得硫磺聚合轉化 為不溶性硫磺的收率達到40%以上,這在低溫熔融工藝法中屬于高轉化率。 針對現有IS生產中廣泛使用的CS2萃取劑存在的安全環保方面的突出問題,我們開發了萃 取效果好 (除CS2外目前萃取效果最好) 、安全、環保、易回收有望替代CS2的新型萃取劑,成 為不溶性硫磺生產技術的一個重大突破,屬國內外首創。 針對國內不溶性硫磺產品普遍存在熱穩定性不高的問題,研制了不溶性硫磺生產環節中的 系列高溫熱穩定劑,使IS的油浴法120℃,15分鐘的熱穩定性達到50%以上,與國外產品接近, 國內處于領先。
華東理工大學
2021-04-13