O equipamento principal do processo contínuo de produção de enxofre insolúvel é uma máquina de lavagem e secagem com filtro totalmente fechada.

O enxofre insolúvel (Enxofre Insolúvel), cujo nome científico é homopolímero de enxofre, também conhecido como enxofre polimérico, é denominado IS e possui massa atômica de 32,07. Trata-se de uma variedade modificada por polímeros, insolúvel em dissulfeto de carbono e borracha. O enxofre insolúvel é um importante agente vulcanizante e acelerador de vulcanização na produção moderna de borracha, sendo de grande importância para a melhoria do desempenho e da qualidade do produto. Com o desenvolvimento da indústria automobilística, a demanda por borracha para pneus aumenta a cada dia, impulsionando assim o crescimento do mercado de enxofre insolúvel.

No entanto, o preço dos produtos de enxofre industrial é baixo. Se puder ser processado para aumentar seu valor agregado e desenvolver produtos de enxofre insolúveis com amplas perspectivas no mercado interno, seu preço de mercado será de 10 a 15 vezes maior que o do enxofre comum. Isso pode não apenas ajustar a estrutura de produtos da empresa, estendendo a cadeia produtiva e melhorando os benefícios econômicos, como também solucionar o problema da poluição ambiental por meio da reciclagem e do processamento do enxofre, sendo de grande importância para o desenvolvimento sustentável das empresas e para a construção de empresas ecologicamente corretas e que economizam recursos.

Espaço de desenvolvimento do enxofre insolúvel

O enxofre insolúvel é um aditivo comum na indústria da borracha, usado principalmente como agente vulcanizante na produção de borracha. A adição de enxofre insolúvel pode eliminar o eflorescência superficial de produtos de borracha ou produtos intermediários e, ao mesmo tempo, melhorar a adesão, o que é muito benéfico para otimizar o ambiente de trabalho. Além disso, a adição de enxofre insolúvel ajuda a aumentar a velocidade de vulcanização da borracha e a tornar a reação de vulcanização mais uniforme.

Devido às características superiores do enxofre insolúvel na produção de borracha, ele se tornou um aditivo importante na fabricação de borracha para carcaça de pneus, borracha de amortecimento, borracha branca para laterais de pneus e materiais estruturais, sendo amplamente utilizado em diversos setores. A borracha insolúvel também contribui para melhorar a adesão da borracha ao fio de aço revestido de cobre. Além disso, a aplicação da borracha insolúvel é extensa e importante na produção de materiais de borracha para produtos como cabos, rolos de borracha, retentores de óleo e calçados de borracha.

O enxofre insolúvel pode retardar eficazmente a velocidade de vulcanização da borracha, manter sua viscosidade e prolongar sua vida útil. Devido às suas excelentes características, embora seu preço seja mais de dez vezes superior ao do enxofre ortorrômbico comum, ele ainda é a primeira escolha como agente vulcanizante na produção de pneus radiais de aço e outros produtos compostos de borracha. Dados relevantes mostram que a proporção do consumo de enxofre insolúvel no consumo total de enxofre da indústria de pneus estrangeira atingiu 40% e continua crescendo a uma taxa muito alta a cada ano.

tecnologia de processamento tradicional de enxofre insolúvel

Método de produção: Atualmente, os métodos comuns de produção industrial de enxofre insolúvel incluem o método de contato, o método de gaseificação e o método de fusão.

(1) Método de contato

O método de contato é o método com o histórico mais longo na produção industrial de enxofre insolúvel. Ele utiliza sulfeto de hidrogênio e dióxido de enxofre como matérias-primas para produzir enxofre insolúvel.

As duas matérias-primas são introduzidas em um reator sob meio ácido para reação de contato, e os produtos da reação incluem enxofre solúvel e enxofre insolúvel. O produto é sucessivamente lavado, seco, pulverizado, extraído, etc., e o enxofre insolúvel e o enxofre solúvel são separados para se obter finalmente o enxofre insolúvel. Naquela época, o sulfeto de hidrogênio e o dióxido de enxofre utilizados no método de contato provinham principalmente de subprodutos da indústria de petróleo e gás.

O preço das matérias-primas é baixo e o produto apresenta forte competitividade no mercado em termos econômicos. Tanto o dióxido de enxofre quanto o sulfeto de hidrogênio são tóxicos. Para garantir a saúde das pessoas envolvidas, o processo de produção deve ser realizado em equipamentos rigorosamente selados.

Considerando as condições técnicas da época, para garantir a competitividade econômica, era inevitável que o método de contato não atendesse aos requisitos de proteção ambiental e pessoal. Com o aumento da preocupação pública com a proteção ambiental e a baixa taxa de aproveitamento de matérias-primas no método de contato, este foi gradualmente substituído pelos métodos de gaseificação e fusão.

(2) Método de gaseificação

O método de gaseificação consiste em usar altas temperaturas para fundir enxofre sólido e gaseificá-lo para produzir enxofre insolúvel, sendo por isso também chamado de método de alta temperatura.

O enxofre fundido é aquecido a uma temperatura entre 500 °C e 700 °C por meio de aquecimento intermitente para formar vapor superaquecido. Em seguida, utiliza-se a enorme pressão do próprio gás em alta temperatura para injetá-lo no fluido refrigerante em baixa temperatura, promovendo um resfriamento rápido. O produto resfriado é uma mistura de enxofre insolúvel e solúvel, sendo o primeiro responsável por mais da metade do total.

Após a mistura ser completamente resfriada e solidificada, ela é extraída com dissulfeto de carbono e, em seguida, separada, lavada e seca para se obter um produto de enxofre insolúvel com alto teor de enxofre. Ao longo de sua trajetória, a empresa produtora ajustou e otimizou o processo diversas vezes. O ponto mais importante é a introdução de sulfeto de hidrogênio durante o processo de produção, reduzindo assim a viscosidade dos reagentes e melhorando a estabilidade do enxofre insolúvel.

Em segundo lugar, no processo original de gaseificação, as etapas de resfriamento rápido, desacidificação da mistura de borracha para produzir flocos de enxofre, secagem e trituração foram eliminadas, reduzindo gradualmente o número de etapas de produção. Por fim, o complexo processo original foi simplificado em um método de produção de etapa única, o que não só simplificou a produção, como também reduziu significativamente o custo de produção e aumentou o teor de enxofre insolúvel no produto. Após anos de desenvolvimento, a tecnologia de gaseificação de enxofre insolúvel atingiu um nível de maturidade considerável, com um rendimento relativamente alto.

Suas desvantagens incluem o alto consumo de energia na produção, a rápida corrosão dos equipamentos do sistema e os elevados riscos à segurança da produção. A grande escala de investimento necessária para os projetos também se tornou um fator importante que limita a promoção da gaseificação.

(3) Método de fusão

Em comparação com o método de gaseificação, o método de fusão requer condições de temperatura mais baixas, sendo por isso também chamado de método de baixa temperatura.

Primeiramente, o enxofre é fundido até se tornar líquido em uma faixa de temperatura de 130°C a 150°C. Em seguida, adiciona-se um estabilizante e a temperatura é elevada para 180°C a 210°C, com agitação constante para aumentar a taxa de conversão do enxofre insolúvel. Após isso, utiliza-se água como meio de resfriamento para acelerar o processo. Depois de removida a água, o produto solidifica-se em um bloco ao ar. Este bloco é então triturado, adicionam-se solventes e aditivos, é moído, filtrado e, finalmente, obtém-se o pó de enxofre insolúvel.

Comparado com os métodos anteriores de contato e de alta temperatura, o método de fusão a baixa temperatura apresenta uma temperatura de produção mais baixa, o sistema reage sob pressão normal, gera menos resíduos industriais e oferece um alto nível de segurança e benefícios econômicos. Os pontos técnicos deste método são a seleção do estabilizador e como obter o efeito de resfriamento rápido do enxofre líquido durante a polimerização a baixa temperatura. Atualmente, o método de enxofre insolúvel a baixa temperatura no mercado nacional ainda está em fase de pesquisa, e há um longo caminho a percorrer antes da produção em massa industrial.

O secador a vácuo com filtro três em um, totalmente fechado, desenvolvido e projetado pela Wuxi ZhangHua Machinery, visa superar as vantagens e desvantagens do processo de produção de enxofre insolúvel existente, solucionando as deficiências dos métodos tradicionais de gaseificação e fusão na produção de enxofre insolúvel. O sistema concentra as operações de múltiplas unidades de processo em um único dispositivo, que é executado automaticamente, para obter enxofre insolúvel de alta qualidade, alta estabilidade e em larga escala.

O equipamento principal do processo contínuo de produção de enxofre insolúvel é uma máquina de lavagem e secagem com filtro totalmente fechada.

O processo de operação da máquina de lavagem e secagem de filtros totalmente fechada é simples, com menos transferências no meio do processo hermético, facilitando a troca de materiais, resultando em alta eficiência de produção e boa qualidade do produto. Todo o processo, desde a alimentação do tanque de cristalização até a descarga automática da matéria-prima pela parte inferior do cone, é realizado em um único equipamento, o que reduz significativamente o número total de equipamentos no processo de cristalização da matéria-prima. Isso não só reduz o custo de investimento, como também a área da oficina limpa.

Além disso, a limpeza e a filtragem dos cristais podem ser repetidas diversas vezes, de acordo com o processo de produção, e o processo de secagem pode ser realizado após atingir o padrão desejado. O novo processo utiliza um dispositivo de filtragem multifuncional para reduzir o tempo de exposição do material, e múltiplos procedimentos operacionais são realizados em um recipiente fechado para prevenir eficazmente a contaminação, facilitando a limpeza e a esterilização in situ.

A tecnologia de produção e a qualidade do enxofre insolúvel do meu país atingiram basicamente o nível de qualidade de produtos similares da Crystex.

Ao mesmo tempo, existem mais de 30 institutos de pesquisa, universidades e fábricas de produtos químicos em mais de 20 províncias e cidades em todo o país, dedicados ao desenvolvimento e à pesquisa de enxofre insolúvel, e dezenas de diferentes dispositivos de produção. No entanto, até o momento, essas empresas ainda atuam de forma isolada e independente, sem terem alcançado economias de escala. A escala de produção também é relativamente pequena, alguns equipamentos são obsoletos, os custos são elevados e, consequentemente, ainda não são competitivas no mercado internacional.

Contudo, com a crescente prosperidade da economia industrial do meu país, especialmente o rápido desenvolvimento da indústria automobilística, a demanda por borracha de alta qualidade só tende a aumentar. Como agente vulcanizante e acelerador de vulcanização de alta qualidade na produção de borracha, o enxofre insolúvel possui um amplo mercado potencial de desenvolvimento. Partindo desse novo ponto de partida, a ZhangHua terá a coragem de assumir a responsabilidade e auxiliar os fabricantes a promover ativamente a modernização e a transformação tecnológica por meio da pesquisa e desenvolvimento e da produção de equipamentos ainda melhores, acelerando a pesquisa e o desenvolvimento de produtos, aprimorando a qualidade dos produtos e aumentando a competitividade das empresas no mercado. Ao mesmo tempo em que concretiza os benefícios econômicos e sociais da empresa, promoverá o desenvolvimento saudável e acelerado da indústria da borracha do meu país.