[發(fā)明專利]一種不溶性硫磺的連續(xù)生產(chǎn)方法

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• 申請日: 2019-08-12
• 公開（公告）號: CN110668403A
• 公開（公告）日: 2020-01-10
• 發(fā)明（設計）人: 王延臻;宋春敏;段紅玲;張安;高麗
• 申請（專利權）人: 中國石油大學(華東)
• 主分類號: C01B17/12
• 分類號: C01B17/12
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

一種不溶性硫磺的生產(chǎn)方法，其特征在于使用硫磺為原料，將硫磺加熱至200?700℃，再通過急冷，急冷過程可以使用水、水溶液和其它溶劑作為急冷劑，然后在40?80℃下進行干燥和固化3?15小時，得到固體不溶性硫磺粗品，將不溶性硫磺粗品進行粉碎，粉碎過程在水中進行，粉碎過程控制水溫不高于80℃，不溶性硫磺在粉碎機中被粉碎成為粒度50?400目的顆粒，然后將水和粗品不溶性硫磺漿液用泵打到萃取塔上部，將溶劑用泵打到萃取塔下部，萃取塔頂部流出的水和溶劑進入分離罐，分出水和溶劑相，溶劑相經(jīng)蒸發(fā)回收溶劑并得到可溶硫，萃取塔底流出的不溶性硫磺和溶劑去蒸發(fā)回收溶劑并得到提純后的不溶性硫磺。

技術領域

本發(fā)明屬于非金屬元素及其化合物領域，涉及到一種不溶性硫磺的連續(xù)生產(chǎn)方法。國際專利分類屬于C01B 17/12。

背景技術

不溶性硫磺(Insoluble sulfur，簡稱IS)亦稱μ型硫，是由普通硫磺經(jīng)開環(huán)聚合形成的長鏈聚合硫，因其不溶于二硫化碳而得名。不溶性硫磺主要用作橡膠的硫化劑，被廣泛用于子午線輪胎的生產(chǎn)，具有高分散性，高溫穩(wěn)定性，用于橡膠混煉能夠有效避免膠料噴霜，硫化效果好。隨著國內對子午線胎的需求不斷增大，對不溶性硫磺的需求也與日俱增。用普通硫磺生產(chǎn)不溶性硫磺具有很高的經(jīng)濟效益和社會效益。

目前，不溶性硫磺制備方法主要有接觸法、氣化法、熔融法等。其中，接觸法主要是以硫化氫為原料，在酸性介質反應器中進行催化氧化反應，制備不溶性硫磺產(chǎn)品的方法。而氣化法、熔融法均是以普通硫磺為原料，利用硫磺經(jīng)熱激發(fā)開環(huán)聚合機理，制備不溶性硫磺。

(1)接觸法

接觸法是以H₂S為原料，依靠NO_x+Fe³⁺催化氧化作用，生產(chǎn)不溶性硫磺的方法^[30]。具體步驟如下：將高含量的H₂S氣體(濃度大于70％)和O₂通入含有強氧化劑HNO₃和FeCl₃水溶液，在氧化還原作用下生成不溶性硫磺。接觸法制備不溶性硫磺反應機理是：H₂S在強氧化劑HNO₃和Fe³⁺的作用下，被部分氧化成SO₃^2-，以及還原產(chǎn)物NO；SO₃^2-與H₂S反應生成不溶性硫磺，而還原產(chǎn)物NO被通入的O₂氧化生成NO₂，NO₂接著與H₂S反應生成不溶性硫磺；Fe³⁺也與H₂S反應生成不溶性硫磺和Fe²⁺，其中Fe²⁺又被NO₂氧化成了Fe³⁺，從而實現(xiàn)FeCl₃水溶液的循環(huán)使用。

接觸法與傳統(tǒng)生產(chǎn)不溶性硫磺的方法相比，避免了高溫腐蝕生產(chǎn)設備的優(yōu)點，為石油化工和煤化工企業(yè)提供了一種新的處理H₂S廢氣的方法。但是H₂S有劇毒，對生產(chǎn)設備的密封性要求高，而且由于氣源限制，很難實現(xiàn)大規(guī)模生產(chǎn)，另外技術上還存在一定的缺陷，有待進一步探索與研究。

(2)氣化法

氣化法是將普通硫磺與適量穩(wěn)定劑混合均勻，加入到反應器中，置于密閉的管式加熱爐中進行熔化并將溫度提高到500-700℃，過熱的硫蒸氣利用反應器自身的壓力以很高的速度噴入含穩(wěn)定劑的冷卻介質中進行急冷，可以獲得一種塑性硫。由于該聚合反應為可逆反應，急冷過后，有部分聚合硫會向可溶硫轉變，所以得到的塑性硫產(chǎn)物是一種混合物。接著將塑性硫置于一定溫度下干燥固化，然后進行干式粉碎。為了得到高含量的不溶性硫磺產(chǎn)品，一般還要用CS₂溶液對其進行萃取，后經(jīng)抽濾或離心分離，除去萃取劑二硫化碳，余下的顆粒物經(jīng)過干燥處理后就是所得產(chǎn)品。

(3)熔融法