L'équipement principal du procédé de production continue de soufre insoluble est une machine de lavage et de séchage de filtre entièrement fermée.

Le soufre insoluble (IS), de nom scientifique IS, est un homopolymère du soufre, également appelé soufre polymérique, et possède une masse atomique de 32,07. Il s'agit d'une variété polymérique modifiée, insoluble dans le sulfure de carbone et le caoutchouc. Le soufre insoluble est un agent de vulcanisation et un accélérateur de vulcanisation important dans la production moderne de caoutchouc, contribuant grandement à l'amélioration des performances et de la qualité de ce dernier. Avec le développement de l'industrie automobile, la demande de caoutchouc pour pneumatiques augmente de jour en jour, stimulant ainsi la croissance du marché du soufre insoluble.

Cependant, le prix des produits soufrés industriels est faible. S'ils peuvent être transformés davantage pour accroître leur valeur ajoutée et développer des produits soufrés insolubles présentant de larges perspectives sur le marché intérieur, leur prix pourrait être 10 à 15 fois supérieur à celui du soufre ordinaire. Cela permettrait non seulement d'adapter la gamme de produits de l'entreprise, d'étendre la chaîne industrielle et d'améliorer sa rentabilité, mais aussi de résoudre le problème de la pollution environnementale grâce au recyclage et à la transformation du soufre. Cette démarche revêt une grande importance pour le développement durable des entreprises et la construction d'entreprises respectueuses de l'environnement et économes en ressources.

Espace de développement du soufre insoluble

Le soufre insoluble est un additif courant dans l'industrie du caoutchouc, principalement utilisé comme agent de vulcanisation. Son ajout permet d'éliminer le blanchiment superficiel des produits en caoutchouc ou des produits intermédiaires, tout en améliorant l'adhérence, ce qui est très avantageux pour optimiser l'environnement de production. De plus, le soufre insoluble contribue à accélérer la vulcanisation du caoutchouc et à uniformiser la réaction.

Grâce à ses propriétés exceptionnelles, le soufre insoluble est devenu un adjuvant essentiel dans la production de caoutchouc pour les carcasses de pneumatiques, les tampons de caoutchouc, les flancs blancs et les matériaux de structure. Il est largement utilisé dans divers domaines, notamment pour améliorer l'adhérence du caoutchouc aux fils d'acier cuivrés. De plus, son application est très importante dans la fabrication de matériaux destinés à des produits tels que les câbles, les rouleaux, les joints d'étanchéité et les chaussures.

Il permet de ralentir efficacement la vulcanisation du caoutchouc, de maintenir sa viscosité et d'en prolonger la durée de vie. Grâce à ses excellentes propriétés, le soufre insoluble, malgré un prix plus de dix fois supérieur à celui du soufre orthorhombique ordinaire, demeure l'agent de vulcanisation de choix pour la fabrication des pneumatiques radiaux en acier et autres produits composites en caoutchouc. Les données disponibles montrent que la part du soufre insoluble dans la consommation totale de soufre de l'industrie étrangère du pneumatique atteint 40 % et connaît une croissance annuelle très rapide.

technologie de traitement traditionnelle du soufre insoluble

Méthode de production : Actuellement, les méthodes de production industrielle courantes du soufre insoluble comprennent la méthode de contact, la méthode de gazéification et la méthode de fusion.

(1) Méthode de contact

Le procédé de contact est la méthode la plus ancienne dans la production industrielle de soufre insoluble. Il utilise le sulfure d'hydrogène et le dioxyde de soufre comme matières premières pour produire du soufre insoluble.

Les deux matières premières sont introduites successivement dans un réacteur en milieu acide pour une réaction de contact. Les produits de cette réaction comprennent du soufre soluble et du soufre insoluble. Le produit est ensuite lavé, séché, pulvérisé, extrait, etc., puis le soufre insoluble et le soufre soluble sont séparés pour obtenir finalement du soufre insoluble. À cette époque, le sulfure d'hydrogène et le dioxyde de soufre utilisés dans ce procédé provenaient principalement de sous-produits de l'industrie pétrolière et gazière.

Le prix des matières premières est bas, ce qui confère au produit une forte compétitivité sur le marché. Le dioxyde de soufre et le sulfure d'hydrogène sont tous deux toxiques. Afin de préserver la santé du personnel, le processus de production doit impérativement être réalisé dans des équipements parfaitement étanches.

Compte tenu des contraintes techniques de l'époque, et afin de garantir la compétitivité économique, il était inévitable de ne pas pouvoir satisfaire aux exigences en matière de protection de l'environnement et de sécurité des personnes. Face à la prise de conscience croissante du public concernant la protection de l'environnement et au faible taux d'utilisation des matières premières dans le procédé de contact, ce dernier a progressivement été remplacé par la gazéification et la fusion.

(2) Méthode de gazéification

La méthode de gazéification consiste à utiliser une température élevée pour faire fondre le soufre solide et le gazéifier afin de produire du soufre insoluble ; c'est pourquoi on l'appelle aussi méthode à haute température.

Le soufre en fusion est porté à une température comprise entre 500 °C et 700 °C par chauffage intermittent afin de former de la vapeur surchauffée. La pression considérable de ce gaz à haute température est ensuite utilisée pour injecter du soufre dans un fluide caloporteur à basse température, assurant ainsi un refroidissement rapide. Le produit refroidi est un mélange de soufre insoluble et de soufre soluble, le premier représentant plus de la moitié du total.

Après refroidissement complet du mélange jusqu'à solidification, celui-ci est extrait au sulfure de carbone, puis séparé, lavé et séché afin d'obtenir un produit soufré insoluble à haute teneur. Au fil du temps, l'entreprise de production a ajusté et optimisé le procédé à plusieurs reprises. L'élément clé réside dans l'introduction de sulfure d'hydrogène durant la production, ce qui permet de réduire la viscosité des réactifs et d'améliorer la stabilité du soufre insoluble.

Deuxièmement, dans le procédé de gazéification initial, les étapes de trempe, de désacidification du mélangeur en caoutchouc pour obtenir des paillettes de soufre, de séchage et de broyage ont été supprimées, réduisant ainsi progressivement le nombre d'étapes de production. Finalement, le procédé complexe initial a été simplifié en une méthode de production en une seule étape, ce qui a non seulement simplifié la production, mais aussi considérablement réduit son coût, tout en augmentant la teneur en soufre insoluble du produit. Après des années de développement, la technologie de gazéification du soufre insoluble a atteint une maturité relativement élevée et le rendement du produit est relativement important.

Ses inconvénients sont une forte consommation d'énergie lors de la production, une corrosion rapide des équipements et des risques élevés pour la sécurité de la production. L'ampleur des investissements nécessaires constitue également un frein important au développement de la gazéification.

(3) Méthode de fusion

Comparée à la méthode de gazéification, la méthode de fusion nécessite des conditions de température plus basses, c'est pourquoi on l'appelle également méthode à basse température.

Tout d'abord, le soufre est fondu à une température comprise entre 130 °C et 150 °C. Un stabilisant est ensuite ajouté, puis la température est portée entre 180 °C et 210 °C, sous agitation constante, afin d'augmenter le taux de conversion du soufre insoluble. L'eau est ensuite utilisée comme fluide de refroidissement pour un refroidissement rapide. Après évaporation de l'eau, le produit se solidifie à l'air libre sous forme de bloc. Ce bloc est ensuite broyé, puis des solvants et des additifs sont ajoutés. Après broyage et filtration, on obtient finalement une poudre de soufre insoluble.

Comparée aux méthodes de contact et à haute température précédentes, la méthode de fusion à basse température présente une température de production plus basse, un système fonctionnant à pression normale, une réduction des déchets industriels et des avantages économiques et de sécurité accrus. Les points techniques de cette méthode résident dans le choix du stabilisant et la mise en œuvre de l'effet de trempe du soufre liquide lors de la polymérisation à basse température. Actuellement, la méthode chinoise de fusion à basse température du soufre insoluble est encore au stade de la recherche et son industrialisation à grande échelle est loin d'être achevée.

Le sécheur sous vide à filtre trois-en-un entièrement fermé, développé et conçu par Wuxi ZhangHua Machinery, vise à pallier les avantages et les inconvénients du procédé de production de soufre insoluble existant, à résoudre les lacunes des méthodes traditionnelles de gazéification et de fusion dans la production de soufre insoluble, et à concentrer les opérations de plusieurs unités de traitement sur un seul appareil. Ce dernier est entièrement automatisé afin d'obtenir une production à grande échelle de soufre insoluble de haute qualité et de grande stabilité.

L'équipement principal du procédé de production continue de soufre insoluble est une machine de lavage et de séchage de filtre entièrement fermée.

Le processus de fonctionnement de la machine de lavage et de séchage de filtres entièrement fermée est simple, avec moins de transferts intermédiaires grâce à son étanchéité, un remplacement aisé des matériaux, une productivité élevée et une excellente qualité de produit. L'ensemble du processus, de l'alimentation du réservoir de cristallisation à la vidange automatique de la matière première par le bas du cône, est réalisé par un seul équipement. Ceci réduit considérablement le nombre total d'équipements nécessaires au processus de cristallisation des matières premières, ce qui diminue non seulement les coûts d'investissement, mais aussi la surface requise en salle blanche.

De plus, le nettoyage et la filtration des cristaux peuvent être répétés plusieurs fois selon le processus de production, et le séchage peut être effectué une fois les normes atteintes. Le nouveau procédé utilise un dispositif de filtration multifonctionnel pour réduire le temps d'exposition du matériau, et plusieurs opérations sont réalisées dans un conteneur fermé afin de prévenir efficacement la contamination. Il facilite également le nettoyage et la stérilisation in situ.

La technologie de production et la qualité du soufre insoluble de mon pays ont globalement atteint le niveau de qualité des produits similaires de Crystex.

Parallèlement, plus de 30 instituts de recherche, universités et usines chimiques, répartis dans plus de 20 provinces et villes du pays, travaillent au développement et à la recherche sur le soufre insoluble. Des dizaines d'installations de production différentes existent. Cependant, ces acteurs restent pour l'instant isolés et n'ont pas encore réalisé d'économies d'échelle. Leur volume de production est relativement faible, certains équipements sont rudimentaires, les coûts sont élevés et ils ne sont pas encore compétitifs sur le marché international.

Cependant, avec la prospérité croissante de l'économie industrielle de mon pays, et notamment le développement rapide de l'industrie automobile, la demande en caoutchouc de haute qualité ne fera que croître. En tant qu'agent de vulcanisation et accélérateur de vulcanisation de haute qualité dans la production de caoutchouc, le soufre insoluble dispose d'un potentiel de développement commercial considérable. Forts de ce nouveau contexte, les collaborateurs de ZhangHua s'engagent à accompagner les fabricants dans leur modernisation technologique grâce à la recherche et au développement d'équipements plus performants, à l'accélération de la recherche et du développement de produits, à l'amélioration de leur qualité et au renforcement de leur compétitivité. Tout en contribuant au développement économique et social de l'entreprise, ils favoriseront la croissance saine et rapide de l'industrie du caoutchouc en Chine.