용매법을 이용한 고무 촉진제 정제 및 순화용 완전 밀폐형 필터 세척 및 건조기의 안전성 연구

고무 가황 촉진제 M(정식 명칭: 2-메르캅토벤조티아졸)은 다양한 고무에 널리 사용되는 범용 촉진제로서, 천연 고무 및 일반 합성 고무의 가황 속도를 급격히 증가시키는 효과가 있습니다. 또한, 가소화 및 노화 방지 효과도 있어 클로로프렌 고무의 경화 지연제로도 사용될 수 있습니다. 우리나라 자동차 및 타이어 산업의 급속한 발전과 함께 고무 가황 촉진제 및 그 파생물에 대한 수요가 꾸준히 증가하고 있습니다.

현재 국내외 고무촉진제 M 생산 공정에서는 상당량의 '3대 폐기물'이 발생합니다. 고무촉진제 M 생산 공정의 환경오염 문제는 이 산업의 발전을 저해하는 주요 병목 현상이라고 해도 과언이 아닙니다. 따라서, 현재 생산 공정에서 발생하는 '3대 폐기물'의 처리 및 재활용을 강화하면서 상대적으로 청정한 공정 기술을 개발하는 방안이 고무 첨가제 산업의 중요한 과제로 떠올랐습니다.

현재 국내 생산 기업들은 주로 아닐린을 원료로 이황화탄소 및 황과 반응시키는 아닐린법을 채택하고 있으며, 이 방법에는 고압법과 상압법으로 나뉩니다. 고압법은 연속 생산이 가능하고 비용이 저렴하여 업계에서 선호되고 있으며, 최근 국내 생산의 대부분이 고압법을 선택하고 있습니다.

고압 아닐린법은 아닐린, CS2, 황의 세 가지 원료를 고온 고압 조건에서 합성한 후, 일련의 후처리 분리 및 정제 과정을 거쳐 고무 촉진제 M을 얻는 방법입니다. 이 방법의 대표적인 공정은 다음과 같습니다.

(1) 먼저 아닐린과 CS2를 220-280C 및 8.0-10.0MPa에서 용해시켜 반응시켜 조생성물 M을 얻습니다.

(2) 그런 다음 알칼리 용해, 산화, 여과, 산성화, 탈수 및 건조와 같은 일련의 분리 공정을 통해 미세 제품 M을 얻습니다.

(3) 후처리 방법에 따라 산-염기법과 용매법으로 나눌 수 있다.

고압 아닐린 생산 공정은 조건이 안정적이고 비용이 저렴하며 제품 품질이 우수하지만, 원료 소비량이 많고 간헐적인 생산 비용이 높다는 단점이 여전히 존재합니다.

전체 반응 공정은 간헐적으로 진행되며, 연속 기계화 정도가 낮습니다. 최종적으로 촉진제 M과 용매는 원심분리기를 통해 제거 또는 추출되고, 고액 분리 및 건조는 여러 개의 독립적인 장비에서 완료됩니다. 이러한 공정은 조작이 번거롭고 노동 집약적입니다. 또한 대량 생산, 열악한 작업 환경, 불안정한 제품 품질 등의 단점이 있습니다. 더욱이 유기 용매 존재 하에서 원심분리기를 사용하는 것은 안전 위험을 증가시킵니다. 동시에 폐수 배출량이 많고, 전력 부하가 높으며, 고압의 합성 폐가스인 H2S와 과잉의 CS2가 재활용되지 않아 배출되는 황화수소가 심각한 오염을 유발합니다.

따라서 제품 생산량 증대, 비용 절감, 에너지 절약 및 배출량 감소는 시급히 해결해야 할 과제가 되었습니다.

고무 가황 촉진제 M의 새로운 정제 공정은 원료를 최대한 활용하고, 비용이 저렴하며, 공정이 간단하고, 에너지를 절약하며, 환경 친화적입니다. 완전 밀폐형 필터 세척 및 건조기의 공정 단계는 다음과 같습니다.

(1) 조고무 가황 촉진제 M 나트륨염 용액을 반응 용기에 넣고 물을 첨가하여 나트륨염 질량 농도를 55-65%로 조절하고 묽은 황산을 한 방울씩 첨가하여 용액의 pH를 7-10으로 중화시킨다.

(2) 이전 공정에서 얻은 용액에 추출제를 첨가한 후 순수 산소를 공급하고 반응 온도를 40-50°C로 조절하며 추출제는 물, 27.5wt% 과산화수소 및 93wt% 황산의 혼합 용액이다.

(3) 단계 (2)에서 얻은 용액에 묽은 황산을 첨가하고 pH 값을 5-9로 조정한 후 3-1 반응기의 교반 모터 속도를 50-60r/min으로 조정합니다.

(4) 그런 다음 완전 밀폐형 원통형 3-in-1 필터 세척 및 건조기를 사용하여 먼저 침전 및 세척한 다음 다시 여과, 세척 및 건조합니다.

후처리 과정을 거치면 고품질 고무 가황 촉진제 M이 얻어진다.

용매법 고무 촉진제 정제 및 순도 향상, 완전 밀폐형 필터 세척 및 건조기 기술적 장점:

(1) 새로운 정제 방법은 원료를 최대한 활용하고, 비용이 저렴하고, 에너지 절약 및 환경 보호가 가능하며, 공정이 간단하고 용이하며, 대규모 산업 생산에 편리합니다.

순수 산소를 조제 M 나트륨염에 통과시키면, 순수 산소가 조제 M 나트륨염 내의 중간 생성물인 벤조티아졸과 아닐리노벤조티아졸의 반응을 촉매하여 황과 지속적으로 반응시켜 M을 생성함으로써 조제 M의 M 함량을 증가시킬 수 있다. 이 방법은 원료를 최대한 활용하고 비용을 절감할 수 있다.

(2) 고품질 고무는 M을 촉진하고 색상이 밝으며 기존 기술보다 순도가 0.5-1.5% 높고 수율이 2-4% 높으며 산화 시간이 1-1.5시간 더 짧고 비용이 톤당 200-400위안 더 낮습니다.

용매법 고무 촉진제 정제 및 순화, 완전 밀폐형 필터 세척 및 건조기

(1) 이 기계는 다목적 기계로서 반응, 추출, 여과, 반복 여과, 세척 및 건조와 같은 다양한 작업을 하나의 기계에서 완료할 수 있으며 완제품을 직접 얻을 수 있습니다.

(2) 작동 유연성이 크고 필터 압력 차이, 회전 속도, 스크류 압출 리드 등을 조정하여 작동 주기를 조정할 수 있으므로 공정 조건의 변화에 ​​적응할 수 있습니다.

(3) 이 기계는 필터 케이크가 없는 조건에서 필터 매체 또는 필터 표면에 매우 얇은 필터 케이크를 형성할 수 있습니다. 단위 여과 면적당 여과율이 매우 높으므로 장비가 작고 컴팩트합니다.

(4) 독성, 인화성, 폭발성 위험물 및 오염을 허용하지 않는 맛있는 식품, 생물학적 제품 및 의약품을 취급하기에 특히 적합한 우수한 작동 환경을 갖춘 완전 밀폐 시스템.

(5) 농축 및 여과가 가능합니다. 특히 재료를 세척해야 하는 경우, 먼저 재료를 농축하고 현탁액에서 철저히 세척한 후 최종적으로 압착 여과할 수 있습니다.

이러한 방식은 재료 취급을 줄이고, 폐기물을 감소시키며, 세척 시 재펄핑이 필요 없고, 가공 제품의 품질이 우수하다는 장점이 있습니다.

(6) 반응, 여과, 건조의 세 가지 작업에 사용할 수 있으므로 세 가지 단위 장비의 기능을 이 장비 하나로 완료할 수 있으므로 장비 비용, 바닥 공간, 노동 강도 및 에너지 소비를 줄일 수 있습니다.

기타 사항들이 크게 줄어듭니다.

(7) 이 기계의 전력 소비량이 낮고 압출 필터 케이크는 일반적으로 평면형 3-in-1보다 수분 함량이 낮으며 작동도 편리합니다.

용매법 고무 가황 촉진제 정제 및 순화, 완전 밀폐형 필터 세척 및 건조 통합 장비는 용매법 정제 고무 가황 촉진제 생산 라인의 기계화 및 자동화를 실현하여 용매 휘발 문제를 효과적으로 해결하고 생산 에너지 소비를 줄이며 안전한 작업 환경, 낮은 노동 강도 및 낮은 운영 비용이라는 장점을 제공합니다.

산염기 정화 공정에서 발생하는 다량의 폐수 문제를 해결하기 위해 우시 장화 기계 유한회사에서 개발 및 생산한 완전 밀폐형 원통형 3중 필터 세척 및 건조기는 폐수 발생량을 크게 줄일 수 있습니다.