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低温熔融法生产不溶性硫磺

不溶性硫磺 (IS) 是硫磺的同素异形体，但它不溶于二硫化碳。随着环保法规、燃料清洁化要求的日益严格，石油与天然气加工、煤化工、电力、金属矿业等行业回收的普通硫磺数量不断增加，普通硫磺面临市场饱和。我国车用轮胎产量居世界第一位。作为子午胎生产的不可或缺的专用硫化剂——不溶性硫磺的市场价格是普通硫磺的近15倍，开发生产IS这种硫磺深加工产品，不仅可大幅提高产品的附加值，还可解决环境污染问题。目前工业上硫磺转化为不溶性硫磺多采用高温气化法，但该法易燃易爆、能耗大，因此，近年来低温熔融法受到人们的关注。由于二硫化碳对普通硫磺的溶解性很好、价格低、回收利用较方便，因此，无论高温法还是低温法，目前均采用CS2作萃取剂来提纯产品。但是，CS2沸点很低、挥发度极高、易燃易爆，毒性很大。生产过程损耗达10-20%，使得IS生产面临了严峻的安全环保问题。国内生产的IS产品高温稳定性 (120℃/15min) 大部分低于40%，与国外同类产品有很大的差距。因此，高质量的IS产品近70%依赖进口。目前，除了国外Flexsys品牌的IS产品占全球市场的近90%，其它IS产品质量都难以与它相比。现有的生产工艺能耗大、设备腐蚀严重、易燃易爆，且萃取所用的二硫化碳溶剂存在相当突出的安全环保问题。目前，我们在该领域开展多年研究，取得了如下成果：以炼油企业的回收硫磺为原料，采用低温 (小于300℃) 熔融工艺法，可使得硫磺聚合转化为不溶性硫磺的收率达到40%以上，这在低温熔融工艺法中属于高转化率。针对现有IS生产中广泛使用的CS2萃取剂存在的安全环保方面的突出问题，我们开发了萃取效果好 (除CS2外目前萃取效果最好) 、安全、环保、易回收有望替代CS2的新型萃取剂，成为不溶性硫磺生产技术的一个重大突破，属国内外首创。针对国内不溶性硫磺产品普遍存在热稳定性不高的问题，研制了不溶性硫磺生产环节中的系列高温热稳定剂，使IS的油浴法120℃，15分钟的热稳定性达到50%以上，与国外产品接近，国内处于领先。

华东理工大学 2021-04-13