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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

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