Recherche sur la machine tout-en-un pour le raffinage, la purification, la filtration, le lavage et le séchage de l'accélérateur de caoutchouc

L'accélérateur MBT est le produit le plus produit parmi les accélérateurs de vulcanisation du caoutchouc. La méthode acide-base M présente l'avantage d'une bonne qualité, d'une grande pureté et d'une excellente aptitude à la production de produits en caoutchouc. Cependant, le procédé de production acide-alcali couramment utilisé en Chine souffre de problèmes tels qu'une forte consommation de matières premières lors du raffinage et une pollution environnementale importante. Les eaux usées générées se caractérisent par une forte salinité, une concentration élevée de polluants et une faible biodégradabilité, ce qui rend leur traitement complexe.

Parallèlement, le procédé de production acide-base pose également le problème du rejet de gaz et de résidus. La mise au point de technologies de production plus propres pour les accélérateurs est devenue un enjeu majeur et un défi de taille pour le développement technologique de l'industrie des additifs pour caoutchouc ces dernières années.

Analyse du processus de production plus propre d'un accélérateur de caoutchouc

La production propre d'accélérateurs de vulcanisation du caoutchouc est également devenue un point névralgique et une difficulté du développement technologique dans l'industrie des additifs pour caoutchouc ces dernières années.

Le procédé de nettoyage utilise désormais des solvants organiques, remplaçant ainsi les étapes initiales de dissolution alcaline et de précipitation acide. Auparavant, la production d'une tonne nécessitait plus de 20 tonnes de lessive de soude diluée, d'acide sulfurique dilué et d'eau de procédé ; aujourd'hui, aucun solvant n'est utilisé. Naturellement, aucune eau usée n'est produite, et l'objectif de traitement à la source est atteint.

Grâce à une production nationale annuelle de 200 000 tonnes d’accélérateurs, et après la promotion de l’ensemble du secteur, la production annuelle d’eaux usées peut être réduite de 4 millions de tonnes, les rejets de sels minéraux (sulfate de sodium) de plus de 100 000 tonnes et les émissions de DCO de 800 tonnes. Une valorisation complète des gaz résiduaires est ainsi possible.

Exigences de sécurité pour une production plus propre des accélérateurs de caoutchouc

La protection de l'environnement et le choix sûr et efficace de nouveaux solvants organiques sont essentiels à la purification des solvants. Les méthodes d'extraction existantes comprennent principalement la cristallisation par solvant, la distillation-extraction, l'extraction solide-liquide et l'extraction liquide-liquide, mais ces technologies ne sont pas encore pleinement abouties.

Actuellement, les solvants organiques peuvent être choisis parmi le toluène, le sulfure de carbone, l'aniline, le benzène, etc.

(1) L'utilisation du sulfure de carbone comme solvant soulève des enjeux majeurs en matière de maîtrise des coûts et de sécurité. Bien que la qualité soit stable et que le produit réponde aux normes internationales, sa sécurité doit être renforcée car le sulfure de carbone est inflammable et explosif.

(2) Lorsque l'aniline est utilisée comme solvant, l'aniline est légèrement soluble dans l'eau, ce qui augmentera la quantité d'aniline dans la solution, ce qui n'est pas propice à la production.

(3) Le benzène et le toluène sont utilisés comme solvants. Leur faible solubilité dans la résine affecte la pureté du produit M. La récupération des solvants doit également être prise en compte. Or, le benzène et le toluène sont inflammables et explosifs, présentent de faibles coefficients de sécurité et sont volatils, ce qui entraîne des pertes de solvant dans l'air. Il en résulte une augmentation des coûts de production et une pollution atmosphérique.

Étapes de fonctionnement d'une machine de lavage et de séchage de filtres entièrement fermée pour le raffinage et la purification d'un accélérateur de caoutchouc par méthode au solvant

(1) Extraction et raffinage

Tout d'abord, introduire un solvant composite dans le réacteur (le solvant composite est un mélange de sulfure de carbone, de chloroforme et de tétrachloroéthylène), commencer l'agitation et le reflux, et ajuster la vitesse d'agitation ; puis ajouter lentement le produit brut de 2-mercaptobenzothiazole synthétisé par la méthode conventionnelle à haute pression dans le réacteur. Au cours du processus, la température a été élevée à 60 °C pour l'extraction et la purification ;

(2) Lavage et purification

Une fois la phase de maintien en température terminée, abaisser la température à 25 °C, puis procéder à la séparation solide-liquide (le produit solide et la liqueur-mère du solvant mixte sont obtenus après la séparation, et la liqueur-mère du solvant mixte obtenue est distillée pour obtenir le solvant mixte réutilisable), et le solide séparé est lavé à l'aide d'un solvant composite, pour obtenir le produit humide après lavage ;

(3) Séchage à basse température

Le produit humide obtenu a été séché (la température de séchage était de 110 °C et la durée de séchage de 5 h), et l'accélérateur de vulcanisation raffiné 2-mercaptobenzothiazole a été obtenu après séchage.

(4) L'accélérateur raffiné obtenu se présente sous forme de poudre jaune clair, avec un point de fusion initial de 175,0 °C. L'analyse HPLC montre que le produit a une pureté de 98,66 % et un rendement de 93,72 %.

Caractéristiques techniques

(1) Une seule machine est polyvalente et peut effectuer diverses opérations telles que la réaction, l'extraction, la filtration, la filtration répétée, le lavage et le séchage dans une seule machine, et le produit fini peut être obtenu directement.

(2) La flexibilité de fonctionnement est grande et le cycle de fonctionnement peut être ajusté en ajustant la différence de pression du filtre, la vitesse de rotation, le pas d'extrusion de la vis, etc., afin de s'adapter aux changements des conditions de processus.

(3) La machine peut former un gâteau de filtration très fin à la surface du support filtrant ou même en l'absence de gâteau. Le débit de filtration par unité de surface filtrante est très élevé, ce qui permet d'utiliser un équipement petit et compact.

(4) Système entièrement clos avec un bon environnement de fonctionnement, particulièrement adapté à la manipulation de produits dangereux toxiques, inflammables et explosifs, ainsi que d'aliments délicieux, de produits biologiques et de produits pharmaceutiques qui ne doivent pas être pollués.

(5) Il est possible de concentrer et de filtrer le matériau. En particulier, lorsqu'un lavage est nécessaire, le matériau peut être concentré, lavé en suspension, puis pressé et filtré. Ce procédé permet de réduire la manutention et les déchets, et évite le repulpage lors du lavage. La qualité du produit obtenu est très élevée.

(6) Il peut être utilisé pour les trois opérations de réaction, de filtration et de séchage, de sorte que les fonctions des trois équipements unitaires peuvent être complétées sur cet seul équipement, de sorte que le coût de l'équipement, la surface au sol, l'intensité de la main-d'œuvre, la consommation d'énergie, etc. sont considérablement réduits.

(7) La consommation d'énergie de cette machine est faible, et le gâteau de filtration extrudé a généralement une teneur en eau inférieure à celle de la machine plate trois-en-un, et son fonctionnement est également pratique.

Face à l'attention croissante portée par le pays aux enjeux environnementaux, Wuxi ZhangHua et les institutions de recherche scientifique ont intensifié leurs travaux sur le procédé de vulcanisation par solvant. La nouvelle machine de lavage et de séchage par filtration entièrement fermée qu'elle a mise au point répond aux exigences de sécurité du procédé de raffinage et de purification des accélérateurs de vulcanisation par solvant. Elle permet une production propre et jette les bases d'un développement durable pour l'industrie des additifs pour caoutchouc.