Основное оборудование процесса непрерывного производства нерастворимой серы представляет собой полностью закрытую фильтровально-промывочную и сушильную машину.

Нерастворимая сера (научное название — нерастворимая сера) — это гомополимер серы, также известный как полимерная сера, обозначаемый как IS, с атомной массой 32,07. Это модифицированный полимер, нерастворимый в сероуглероде и каучуке. Нерастворимая сера является важным вулканизирующим агентом и ускорителем вулканизации в современном производстве каучука, что имеет большое значение для улучшения эксплуатационных характеристик и качества каучука. С развитием автомобильной промышленности спрос на каучук для шин растет с каждым днем, что способствует развитию рынка нерастворимой серы.

Однако цена на промышленные серные продукты низка. Если их можно дополнительно переработать для повышения добавленной стоимости и разработать перспективные на внутреннем рынке нерастворимые серные продукты, их рыночная цена будет в 10-15 раз выше, чем у обычной серы. Это позволит не только скорректировать структуру производства предприятия, расширить производственную цепочку и повысить экономическую эффективность, но и одновременно решить проблему загрязнения окружающей среды за счет переработки и утилизации серы, что имеет большое значение для устойчивого развития предприятий и создания экологически чистых и ресурсосберегающих предприятий.

Пространство развития нерастворимой серы

Нерастворимая сера — распространенная добавка в резиновой промышленности, в основном используемая в качестве вулканизирующего агента при производстве резины. Добавление нерастворимой серы позволяет устранить поверхностное выцветание резиновых изделий или промежуточных продуктов, а также улучшить адгезию, что очень полезно для оптимизации условий эксплуатации. Кроме того, добавление нерастворимой серы способствует увеличению скорости вулканизации резины и делает реакцию вулканизации более равномерной.

Благодаря превосходным характеристикам нерастворимой серы в производстве резины, она стала важной добавкой в ​​производстве резины для каркасов шин, буферной резины, белой боковинной резины и каркасных материалов, и широко используется в различных областях. Нерастворимая сера также способствует улучшению адгезии резины к стальной проволоке с медным покрытием. Кроме того, применение нерастворимой серы очень широко и важно в производстве резиновых материалов для таких изделий, как кабели, резиновые ролики, сальники и резиновые накладки.

Она эффективно замедляет скорость вулканизации резины, поддерживает её вязкость и продлевает срок службы. Благодаря превосходным характеристикам нерастворимой серы, несмотря на то, что её цена более чем в десять раз выше, чем у обычной орторомбической серы, она по-прежнему является предпочтительным вулканизирующим агентом при производстве стальных радиальных шин и других резиносодержащих композитных изделий. Соответствующие данные показывают, что доля потребления нерастворимой серы в общем потреблении серы в зарубежной шинной промышленности достигла 40%, и этот показатель продолжает расти очень высокими темпами каждый год.

Традиционная технология переработки нерастворимой серы

Способ производства: В настоящее время к распространенным промышленным методам производства нерастворимой серы относятся контактный метод, метод газификации и метод плавления.

(1) Метод контакта

Контактный метод — это метод с самой долгой историей в промышленном производстве нерастворимой серы. В качестве сырья для его получения используются сероводород и диоксид серы.

Два исходных материала подаются в реактор в кислой среде для контактной реакции, а продуктами реакции являются растворимая и нерастворимая сера. Продукт последовательно промывают, сушат, измельчают, экстрагируют и т. д., после чего нерастворимую и растворимую серу отделяют, получая в итоге нерастворимую серу. В то время сероводород и диоксид серы, используемые в контактном методе, в основном получали из побочных продуктов нефтегазовой промышленности.

Цена на сырье низкая, и оно обладает высокой рыночной конкурентоспособностью с экономической точки зрения. Как диоксид серы, так и сероводород токсичны. Для обеспечения здоровья персонала, работающего с оборудованием, производственный процесс должен осуществляться в строго герметичных помещениях.

С точки зрения технических условий того времени, для обеспечения экономической конкурентоспособности было неизбежно невозможно соответствовать требованиям охраны окружающей среды и личной гигиены. С усилением внимания общественности к охране окружающей среды и низким уровнем использования сырья в контактном методе, контактный метод постепенно был вытеснен методом газификации и методом плавки.

(2) Метод газификации

Метод газификации заключается в использовании высокой температуры для расплавления твердой серы и ее последующей газификации с целью получения нерастворимой серы, поэтому его также называют высокотемпературным методом.

Расплавленная сера нагревается до температуры от 500 до 700 °C с помощью периодического нагрева для образования перегретого пара. Затем огромное давление высокотемпературного газа используется для подачи его струи в низкотемпературный теплоноситель для быстрого охлаждения. Охлажденный продукт представляет собой смесь нерастворимой и растворимой серы, причем на нерастворимую приходится более половины общего количества.

После полного охлаждения смеси до твердого состояния ее экстрагируют сероуглеродом, затем разделяют, промывают и сушат для получения нерастворимого сернистого продукта с высоким содержанием серы. В ходе длительной практики производственная компания многократно корректировала и оптимизировала этот процесс. Наиболее важным моментом является введение сероводорода в процессе производства, что снижает вязкость реагентов и повышает стабильность нерастворимой серы.

Во-вторых, в исходном процессе газификации были исключены процессы охлаждения, деацидификации в резиновом смесителе для получения серных хлопьев, сушки и измельчения, и количество производственных звеньев постепенно уменьшилось. В итоге, первоначальный сложный процесс был упрощен до одностадийного метода производства, что не только упростило производство, но и значительно снизило себестоимость, а также увеличило содержание нерастворимой серы в продукте. После многолетней разработки технология газификации нерастворимой серы достигла относительно зрелости, и выход продукта стал достаточно высоким.

К недостаткам газификации относятся высокое энергопотребление, быстрая коррозия оборудования системы и высокие риски для безопасности производства. Крупномасштабные инвестиции в проект также стали важным фактором, ограничивающим развитие газификации.

(3) Метод плавления

По сравнению с методом газификации, метод плавления требует более низких температур, поэтому его также называют низкотемпературным методом.

Сначала серу расплавляют до жидкого состояния в диапазоне температур от 130°C до 150°C, затем добавляют стабилизатор, после чего температуру повышают до 180°C до 210°C при постоянном перемешивании для увеличения степени превращения нерастворимой серы. После этого в качестве охлаждающей среды используют воду для быстрого охлаждения. После удаления воды продукт затвердевает в воздухе в виде блока. Его измельчают, добавляют растворители, присадки, перемалывают, фильтруют и, наконец, получают порошок нерастворимой серы.

По сравнению с предыдущими контактными и высокотемпературными методами, метод низкотемпературного плавления имеет более низкую температуру производства, протекает при нормальном давлении, содержит меньше промышленных отходов и обладает высоким уровнем безопасности и экономической эффективности. Технические особенности этого метода заключаются в выборе стабилизатора и способе реализации эффекта охлаждения жидкой серой в процессе низкотемпературной полимеризации. В настоящее время отечественный низкотемпературный метод получения нерастворимой серы все еще находится на стадии исследований, и до его промышленного массового производства еще долгий путь.

Разработанная и спроектированная компанией Wuxi ZhangHua Machinery полностью закрытая трехкомпонентная фильтрующая вакуумная сушилка направлена ​​на устранение преимуществ и недостатков существующего процесса производства нерастворимой серы, решение проблем, связанных с традиционными методами газификации и плавления, и концентрацию операций нескольких технологических блоков на автоматическом выполнении в одном устройстве для получения высококачественной, высокостабильной и крупномасштабной продукции нерастворимой серы.

Основное оборудование процесса непрерывного производства нерастворимой серы представляет собой полностью закрытую фильтровально-промывочную и сушильную машину.

Процесс работы полностью закрытой фильтропромывочной и сушильной машины прост, минимизируется перегрузка в герметичной среде, удобна замена материала, обеспечивается высокая производительность и хорошее качество продукции. Весь процесс, от подачи сырья в кристаллизационный резервуар до автоматической выгрузки сырья из конуса, осуществляется на одном оборудовании, что значительно сокращает общее количество оборудования в процессе кристаллизации сырья, что не только снижает инвестиционные затраты, но и уменьшает площадь чистого цеха.

Кроме того, очистку и фильтрацию кристаллов можно повторять несколько раз в соответствии с производственным процессом, а процесс сушки может быть проведен после достижения требуемых параметров. В новом процессе используется многофункциональное фильтрующее устройство для сокращения времени воздействия материала, а многоэтапные операции выполняются в закрытом контейнере, что эффективно предотвращает загрязнение и упрощает проведение очистки и стерилизации на месте.

Технология производства и качество производимой в моей стране нерастворимой серы в основном достигли уровня качества аналогичной продукции компании Crystex.

В то же время, более 30 научно-исследовательских институтов, университетов и химических заводов в более чем 20 провинциях и городах по всей стране занимаются разработкой и исследованием нерастворимой серы, и имеется множество различных производственных установок. Но пока они всё ещё ведут борьбу в одиночку, независимо друг от друга, и ещё не достигли эффекта масштаба. Масштабы производства также относительно невелики, некоторое оборудование относительно устарело, себестоимость относительно высока, и они пока не конкурентоспособны на международном рынке.

Однако с ростом процветания промышленной экономики нашей страны, особенно с быстрым развитием автомобильной промышленности, спрос на высококачественную резину будет только расти. Нерастворимая сера, как высококачественный вулканизирующий агент и ускоритель вулканизации в производстве резины, имеет очень большой рыночный потенциал. Находясь на этом новом этапе, сотрудники компании ZhangHua будут смело брать на себя ответственность и помогать производителям активно продвигать технологическую модернизацию и трансформацию посредством исследований и разработок, производства более совершенного оборудования, ускорения исследований и разработок продукции, повышения качества продукции и повышения конкурентоспособности предприятия на рынке. Реализуя экономические и социальные выгоды предприятия, это будет способствовать здоровому и быстрому развитию резиновой промышленности нашей страны.