3不溶性硫磺的生产工艺 生产方法目前,不溶性硫磺的生产方法主要有接触法、气化法、熔融法。 接触法 该法是以硫化氢和二氧化硫为原料,将H2S和SO2分别通过有酸性介质的反应器进行接触反应,反应的产物为可溶性硫与不溶性硫的混合物。将该混合物进行洗涤、干燥、粉碎、萃取等工序即可得到不溶性硫磺产品。 20世纪80年代初,已有采用H2S和SO2为原料生产不溶性硫磺的中试装置,前苏联和东欧一些国家在这方面所做的研究工作较多。虽然利用石油天然气工业较易得到的H2S和SO2气体为原料,具有一定的经济性和竞争力,但由于原料气体的毒性尤其是H2S对人体的危害更大,该工艺要求生产装置严格密封,这在工业生产中很难实现,实际操作中劳动保护、环保要求等难以达到有关标准。同时,接触法的原料利用率不如以硫磺为原料的生产方法高,所以目前不溶性硫磺主要还是以硫磺为原料经气化法或熔融法生产。 气化法 气化法又叫高温法,是将干燥的硫磺熔化后断续升温至500~700℃产生过热蒸气,再依靠其自身压力高速喷射入急冷液中迅速冷却[3],得到不溶性硫和可溶性硫的塑性混合物,其中IS质量分数可超过50%。待其固化后,用CS2溶剂萃取,经分离、冲洗、干燥,即可得到高含量的不溶性硫磺产品。后来又对原工艺进行了不断改进,在反应过程中注入了一定量的H2S,使生产过程中原料的粘度降低,从而改善不溶性硫磺产品的稳定性;取消了淬火、炼胶机脱酸制硫片以及干燥、粉碎等多个环节,“一步法”直接生产高含量的不溶性硫磺产品,简化了生产工艺,降低了生产成本。 气化法工艺成熟,单程转化率高,但同时具有能耗高、设备和管路腐蚀严重、操作不安全、工艺过程较复杂、投资大等缺点。国外生产不溶性硫磺主要采用气化法,而在国内主要有上海京海化工有限公司(与北京橡胶工业研究设计院合作开发)和无锡钱桥化工厂采用。 熔融法 熔融法又称低温法,是在130~150℃下使硫磺熔融,添加一定量的稳定剂,然后将该混合物温度提高到180~210℃。在搅拌下保持一定时间,使可溶性硫最大限度地转化为不溶性硫。然后用水迅速冷却,并将水分离,在空气中固化。块状物经粉碎后加入溶剂、添加剂进行研磨、过滤,得到粉状的不溶性硫磺。 熔融法具有反应温度低,设备常压操作,无“三废”产生,具有投资少、见效快,操作安全的优点。但是,由于很难找到合适的稳定剂以保证液体硫在低温聚合时有较高的急冷效果,目前国内的工艺研究大多仍停留在实验室阶段或工业模拟试验阶段,实现工业化方面还存在较大的难度。 不溶性硫磺的稳定性 不溶性硫磺的稳定性是衡量产品质量优劣的重要指标之一,它是指在某一温度下经过一定的时间后,产品中的IS质量分数与加热前的IS质量分数之比,其热稳定性的优劣对橡胶加工过程中各部件的表面状况及橡胶制品的性能都有较大的影响。 不溶性硫磺是一种亚稳态物质,在自然环境中有返回可溶性低分子斜方硫的趋势。即使经过化学稳定剂处理的不溶性硫磺,在长期贮存条件下、高于105℃(近于熔点)的热作用下或在碱性物质(特别是胺)的诱发下,仍然会发生明显的还原作用。因此,稳定剂的选择是不溶性硫磺生产过程的关键环节。 据文献报道,可作不溶性硫磺稳定剂的有卤素及其衍生物,如碘、溴、三氯化铁、四氯化钛、四氯化磷、五氯化磷、四氯化硅、一氯化硫、二氯氧硫和三氯氧磷等,以及稀酸、硫化氢、硫化物、烃油、烯烃、萜烯、一些路易斯(Lewis)酸碱体系等。稳定剂中的卤素原子、氢原子等与两端的硫原子成键,起到稳定不溶性硫磺的作用[4]。 不溶性硫磺的充油 普通的不溶性硫磺产品是粉末状,其粒径为150μm左右,易飞扬,运输不便,同时在使用过程中也不易均匀地分散于橡胶中,对环境的污染有一定影响。因此现阶段一般采用充油处理,以防止形成粉尘,也使得不溶性硫磺在与油品混合后更易分散于橡胶中。目前橡胶工业用的不溶性硫磺,99%为充油型的,充油量一般为10%~33%。 充油的方法就是将含复合稳定剂的不溶性硫磺同石油产品的某一馏分按一定的比例混合并搅拌均匀,则不溶性硫磺粉状颗粒完全被油包覆。由于复合稳定剂和分散剂的存在,不溶性硫磺同油品混合后分散均匀,无团状、不渗油、不飞扬。实验证明,精制的芳烃油和环烷烃油具有良好的分散功能和相溶性,并且是良好的橡胶软化剂。但是对芳烃油和环烷油通过精制和酸洗等方法进行改进,会造成油品成本提高,从而提高了充油不溶性硫磺的价格[5]。 目前,不溶性硫磺充油品种大都为一般的芳烃油。由于芳烃的特殊结构和其它杂质的存在,其中不稳定的双键和碱氮杂质会使产品的热稳定性急剧下降,对不溶性硫的贮存稳定性有很大影响。所以必须在充油型不溶性硫磺中适当调整填充油的构成和添加适当的控制剂,使芳烃中的杂质达到较稳定的结构,使其中的碱性物质达到中和。 4结束语 不溶性硫磺是一种性能优异的橡胶硫化剂和硫化促进剂。随着国内橡胶工业的迅速发展,市场前景看好。特别是山东省子午线轮胎生产规模大,市场相对集中,发展不溶性硫磺具有一定优势。但目前国内生产技术水平仍有待进一步提高,新建装置必须客观考虑,做好技术经济分析,落实技术来源,使之尽快形成规模效益。 参考文献 [1]胡贵舟,刘少兵.不溶性硫磺的研制[J].安徽化工,2003,(1):25~26. [2]李正西.不溶性硫磺的调研报告[J].化工开发与设计,2000,(1):32~42. [3]张惠民,汪树军,刘红研.聚合硫合成制备工艺的研究[J].安徽工,2004,(2):16~19. [4]张惠民,汪树军,刘红研.熔融法生产聚合硫的研究[J].辽宁工,2004,33(1):23~26. [5]武玺,施凯.橡胶用不溶性硫磺的发展趋势[J].太原理工大学报,2003,34(1):33~36.
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硫是一种化学元素,在元素周期表中的化学符号是S,原子序数是16。硫是一种非常常见的无味的非金属,纯的硫是黄色的晶体,又称做硫磺。在自然界中它经常以硫化物或硫酸盐的形式出现,尤其在火山地区纯的硫也在自然界中存在。对所有的生物来说,硫都是一种重要的必不可少的元素,它主要被用在肥料中,也被广泛地用在火药、润滑剂、杀虫剂和抗真菌剂中。世界硫资源分布较为广泛并且比较集中,我国是硫消费大国,硫的储量丰富但是开发利用难度大,目前对外依存度较高,每年需进口大量的硫满足国内需求。以下将通过分析国内外资源状况、生产消费状况、贸易及市场行情,对硫的形势进行预测。
一、国内外资源状况
(一)世界硫资源状况
硫资源十分丰富,多以自然硫、硫化氢、金属硫化物、硫酸盐等多种形式存在于地壳中,在岩浆岩和火山岩矿床中的硫元素,与天然气、石油、焦油砂共生的硫,以及金属硫化物的资源量大约50亿吨。存在于石膏和硬石膏中的硫数量几乎是无限的,煤炭、油页岩和富含于有机物中的页岩中含硫约6000亿吨,从这些资源中低成本开发获取硫的方法目前正在研究。
此外,在原油、天然气和硫化物矿石中硫的储量很大。多数硫是在化工燃料加工过程中产生的,实际的硫产量可能不是在拥有储量的国家中产生,因此,美国地质调查局在《Mineral Commodity Summaries January 2013》中报道,以前公布的硫的储量和储量基础数据已经过时,而且这些数据已经不适合世界硫工业的变化,所以各国的数据在报告中被省略。目前,世界硫资源主要来源于石油、天然气回收硫,有色金属共伴生硫,少量来源于硫铁矿、自然硫和弗拉施法回收硫。伴随着世界各国对环境保护的加强,全球回收硫产量所占比例已增加到90%,硫铁矿、自然硫和弗朗斯硫产量的比例下降至10%。
(二)我国硫资源状况
我国是世界上最早利用硫资源的国家之一,硫矿资源丰富。主要类型为硫铁矿,其次为其他矿产中的伴生硫铁矿和自然硫。我国硫铁矿资源的特点是分布广泛,相对集中;贫矿多,富矿少;矿床类型多,以煤系沉积型为主。除单独的硫铁矿、伴生硫铁矿外,煤系中的硫资源也主要以硫铁矿的形式存在,仅这三部分硫铁矿资源量就占我国硫资源量的。我国石油多数为低硫油,油气中硫资源含量约占我国资源总量的。而自然硫因采选技术尚处于试验阶段,短期内还难以开发利用。所以,硫铁矿和伴生硫铁矿是我国当前以至今后相当一段时期的主要硫源。而国外硫资源主要来自石油、天然气回收硫,其次是有色金属回收硫、自然硫,黄铁矿仅占。
截至2012年年底,我国自然硫基础储量129万吨,同比下降,查明资源储量34546万吨,同比增长;硫铁矿基础储量134285万吨,同比下降,查明资源储量569320万吨,同比增长;伴生硫储量12104万吨,同比下降,查明资源储量51193万吨,同比增长。总体来看,我国硫资源地区分布广泛,但不同类型矿藏相对集中。自然硫主要分布在山东,硫铁矿主要分布在四川、安徽、贵州和云南等省份,伴生硫铁矿主要分布在江西、安徽、吉林、云南和内蒙古等省份。具体数据见表1,表2,表3;图1。
表1 我国主要省份自然硫的分布情况 单位:硫万吨
表2 我国主要省份硫铁矿资源分布情况 单位:矿石万吨
表3 我国主要省份伴生硫分布情况 单位:硫万吨
资料来源:全国矿产资源储量通报,2013
图1 我国主要省份自然硫、硫铁矿及伴生硫分布
二、国内外生产状况
(一)世界硫生产状况
近年来,世界硫产量相对稳定,所有形态硫的产量保持在6500万~7500万吨。美国、中国、俄罗斯和加拿大四国是硫的主要生产国家,其产量占世界总量的。目前仅有波兰使用弗拉斯法生产硫磺,中国、芬兰、印度和俄罗斯等国利用硫铁矿生产硫,而其他国家则主要从油气田、有色金属等中回收硫。从硫磺的产量方面看,北美、前苏联和中东地区为主要产地,约占世界硫磺产量的70%以上,2012年,硫产量居前十位的国家分别为中国、美国、俄罗斯、加拿大、沙特阿拉伯、德国、日本、哈萨克斯坦、阿拉伯联合酋长国和伊朗(表4)。
表4 2006—2012年世界硫产量
资料来源:Mineral Commodity Summaries,2006—2013
注:中国数据来自《中国统计年鉴》,2006—2012
目前,世界硫资源的主要来源是工业副产回收硫,2011年其占总来源的比例为,少量来源于硫铁矿、自然硫、弗朗斯法回收硫及其他形式的硫(表5)。
表5 2005—2011年世界硫产量来源构成
资料来源:Minerals Yearbook,2005—2011
(二)我国硫生产状况
我国硫资源包括硫铁矿、伴生硫铁矿、自燃硫及冶炼烟气中回收的硫和从石油、天然气中回收的硫磺。此外,以煤为原料的合成氨厂、炼焦厂在生产合成氨和煤气的同时回收少量的硫磺。目前,我国硫铁矿和伴生硫矿的硫产量占全国硫产量的85%,天然气、石油和煤中回收硫占14%,自然硫较少,约占总产量的1%。
1.硫
自2005年以来,我国硫产量呈持续上升趋势(图2),2005—2012年,产量从839万吨升至1840万吨,年均增长(表6)。
表6 2005—2012年我国硫产量
资料来源:中国硫酸工业协会;武雪梅,我国磷肥、硫酸行业形势和展望,2013,4(22)
图2 2001—2012年我国硫产消量变化
2.硫铁矿和硫酸
新中国成立以来,我国根据农业发展的需要,逐步建设和完备了与硫酸、化肥工业配套的、具有相当技术和管理水平的硫铁矿生产基地,相继建成了广东、安徽香山、内蒙古炭窑口、山西阳泉、湖南七宝山、南京云台山、浙江龙游、辽宁张家沟等硫铁矿生产和加工基地(图3)。近年来,我国对硫酸产业结构和原料结构进行了调整,硫铁矿制酸产量不断下降,硫铁矿产量不断萎缩,从1995年的1765万吨,下降至2003年的871万吨。但自2004年以来,由于进口硫磺一直在高价位运行,我国不仅将烧硫磺的制酸装置又改回烧硫铁矿装置,硫铁矿制酸产量也开始缓慢回升至1050万~1250万吨(图4)。
图3 我国主要硫酸生产省份硫酸来源构成
图4 我国硫酸来源构成
随着磷肥产量的迅速增长和其他工业硫酸用量的增加,我国硫酸工业以每年200万吨的产量增长速度发展。2001年,我国硫酸产量为2651万吨,仅次于美国,居世界第二位。2003年,超过美国居世界首位,产量达到3319万吨。2009年,由于受全球金融危机影响产量有所下滑(图5)。根据中国石油和化学工业联合会资料,2012年,硫酸产量达7637万吨,同比增长;另根据硫酸工业协会数据,2012年,我国硫酸产量8403万吨,同比增长,占世界硫酸产量的36%。其中,硫磺制酸3904万吨,同比增长,占硫酸总产量的46%;冶炼烟气制酸2386万吨,同比增长,占硫酸总产量的28%;硫铁矿制酸1206万吨,同比增长,占硫酸总产量的14%。2005年以来,硫酸产量年均递增。
从硫酸产业布局角度看,硫酸生产仍集中在磷复肥产地和工业发达地区:云、贵、川、鄂四省份硫酸产量占42%,华东地区占27%,华南及重庆占17%,东北、华北、西北地区占14%。从各省份的产量上看,云南省硫酸的产量达1211万吨,占全国总产量的 %(以中国石油和化学工业联合会数据全国量7637万吨计算)。紧随其后的是湖北省、贵州省和山东省,分别占总产量的 %、 %和 %。我国硫利用结构正在向环境保护目标发生重大转变,已逐渐形成以硫磺制酸、硫铁矿制酸、冶炼烟气制酸三分天下的布局。
图5 我国硫铁矿(折硫35%)和硫酸产量
三、国内外消费状况
(一)世界硫消费状况
从消费角度看,硫不同于大多数其他矿产品,不是作为一个完整的独立产品被利用的。全球平均80%以上的硫磺都是以硫酸形式消费的,其中磷肥业是硫酸最主要的应用领域,约占硫酸总消费量的64%。2003年以前,世界硫磺市场需求相当疲软,但近几年,形势发生了巨大的变化。2008年,全球硫磺消费量达到5210万吨,创历史最高纪录;2009年,受金融危机冲击,磷肥工业和非肥料工业对硫磺的需求均有所下降,全球硫磺消费量下降1%;2010年,受全年经济向好因素影响,硫磺消费也随之回升至5020万吨,比2009年增长;2012年,消费量达到5800万吨,同比增长(图6)。
图6 2001—2012年世界硫磺消费情况
(二)我国硫消费状况
目前,我国大部分的硫被用于生产硫酸,其余的被直接应用于生产深加工产品。2012年,化肥用硫酸量占总量的63%,比2011年下降3个百分点;工业用硫酸占37%。2001年以来,我国硫消费量呈上升趋势,2010年出现轻微回落,随后稳步上升(图7)。
图7 2001—2012年我国硫磺消费情况
四、国内外贸易状况
(一)国际硫贸易状况
国际硫贸易的突出特点是硫磺从油气生产大国流向磷肥生产大国。近年来,全球硫贸易量约2800万吨。加拿大、俄罗斯、哈萨克斯坦、西亚诸国及日本是世界最大的硫素出口国和地区。上述国家和地区出口合计占全球出口总量的70%。其中,沙特阿拉伯是中东地区最大的硫磺生产国,所产硫磺全部用于出口。进口量较大国家有中国、摩洛哥、美国、印度、巴西和突尼斯。其中,中国、美国因国内产量的增加进口量不断减少;而摩洛哥、巴西等国由于新建磷肥装置的投产将需要大量硫酸。
全球硫素贸易出现两极分化苗头。目前,加拿大的硫磺出口集中在太平洋地区,中国是主要出口目的地,但对中国出口的份额在下降,同时向大洋洲的发货量逐渐增多。加拿大对南非和拉丁美洲的硫销售保持稳定,而北非在加拿大硫素出口中的比例不足15%。西亚的硫素出口集中在印度和中国,这两个目的地占伊朗、阿布扎比酋长国、卡塔尔和沙特阿拉伯出口的大部分。这些国家继续向北非和地中海地区出口硫磺。俄罗斯和哈萨克斯坦的出口对象主要是北非,其次是中国。
(二)我国硫贸易状况
我国是硫净进口国,并且进口数量相对较大。进口的类型主要是硫磺,其次是硫酸。
1.硫磺
目前,我国硫磺年产量约为520万吨,而2012年硫磺表观消费量却达到1540万吨,呈现出严重的供不应求局面。自1995年起,我国硫磺进口量以年均的速度增长,消耗了过去几年世界新增硫磺产量的60%以上。
2001年,我国进口硫磺337万吨;2004年,硫磺进口量出现了跨越式的增长,增加到677万吨,同比增长;从2005年起,硫磺的进口量就稳定在800余万吨的水平;2008年,受价格上涨幅度过大的影响,全年进口硫磺842万吨,同比下降;2011年,进口量接近952万吨,低于2010年的1049万吨,同比下降,2012年,进口量为1120万吨,同比增长(图8)。主要的进口来源国和地区包括西亚地区、哈萨克斯坦、日本和加拿大。此外,我国硫磺进口国家和地区已从以加拿大为主逐步转移至以中东地区为主,2012年,我国从中东地区进口的硫磺已占到进口总量的。
图8 我国硫磺进口量变化趋势
2.硫酸
我国每年供沿江、沿海地区磷复肥用进口硫酸,主要是来自日本和韩国。自2002年以来,进口硫酸量一直在180万~200万吨,2007年,由于国际市场化肥和有色金属冶炼对硫酸的需求加大,价格走高,部分日、韩冶炼酸流向印度、澳大利亚、南美等市场,中国进口硫酸量减少,全年进口196万吨,同比下降。2008年,受中国沿江、沿海地区磷复肥减产影响,进口硫酸总量有所下降,全年进口硫酸161万吨,同比下降18%。2012年,进口硫酸105万吨,同比下降。
五、价格走势
据美国地质调查局统计,1991—2001年,世界市场中硫的价格处于下降趋势。1991年,硫的价格高达美元/吨,但到2001年最低时一度降至美元/吨,降幅为。但是进入21世纪,硫的价格大幅上涨,特别是2008年一度涨至400美元/吨附近,随后受金融危机影响,2009年回落至40美元/吨。2010年,受国际油价震荡上扬及相关产品价格大幅上涨的影响,硫磺价格一路上扬,到12月已达160美元/吨。2010年后持续下跌,2012年,均价为美元/吨(图9)。
图9 世界硫的价格变化情况
资料来源:Mineral Industry Survey
注:图中数据为美国从国际市场上进口硫的年均价格
2006—2007年年初,国内硫磺的价格都维持在1000元/吨以下的水平,但从2007年2月起,硫磺价格一路上涨,12月底涨至3840元/吨,2007年,国内硫磺平均价格为3029元/吨。2008年,国内下游工厂硫磺制酸扩产迅速和化肥生产开工率充足,加大了对硫磺的需求,使得硫磺市场缺口进一步增大,价格快速上升,6月最高时达到6000元/吨。随后,受全球金融危机的影响,硫磺价格暴跌,跌至1000元/吨左右。2009年上半年,硫磺市场一直处于低位,价格波动在500~750元/吨区间中,进入四季度,受海运运费上涨影响,国内硫磺市场价格上扬,12月底涨至1150元/吨左右。2010年,国内硫磺价格小幅波动,波动区间为1000~1600元/吨。2012年,国内硫磺价格出现小幅回落,年底跌至1382元/吨左右(图10)。
图10 我国硫的价格变化情况
六、结论
(一)世界硫供需形势
长期以来,全球硫磺的生产与需求经常处于不平衡状态。2004年之前,硫磺总产量一直超过全球的实际消费量。2005—2007年,硫磺产量降到了市场需求量以下,表现为供不应求。2008年以来,世界能源生产大国在石油炼化厂和天然气净化厂配置了高效硫回收装置,全球硫回收能力持续提高,局部地区硫磺产量过剩,如加拿大等国硫磺库存高达1000万吨。未来,随着世界石化能源产量持续增加及生态环境保护的呼声高企,世界各国不得不加强石化能源和冶金工业副产硫的回收,全球回收硫产量增加是必然的。据专家预测,加拿大、伊朗、沙特阿拉伯、哈萨克斯坦、卡塔尔和中国等国家石油炼化和天然气净化回收硫产能将增加至1800万吨/年以上,2013年,全球硫生产能力过剩80万吨。到2017年,全球硫产量将过剩780万吨(表7)。
表7 2009年以后全球硫供需平衡状况 单位:百万吨
资料来源:' homme,IFA,June 2013
近期内,个别国家的出口供应将会增加。预计阿布扎比酋长国、卡塔尔和土库曼斯坦的硫素出口供应将有明显增长。多数其他已有出口国由于一系列因素则将面临出口供应量下降的问题,这些因素包括天然气处理回收量下降、国内需求增加或者是硫磺库存供应能力降低等。沙特阿拉伯和俄罗斯尤其如此。个别其他供应国的硫素总产量将会略有增加,可能最终将转变成出口供应的增量,加拿大和委内瑞拉可能出现这一情形。
(二)我国硫供需趋势
我国硫供应能力不能满足国内消费需求,硫供应存在较大缺口,只能依靠进口硫磺解决这一问题。目前,我国硫资源对外依存度较高,2005—2007年接近60%,2008—2009年有所下降,但是仍然占到世界贸易量的30%左右。
中国硫酸工业协会公布的数据显示,新增硫酸装置在2013—2015年将逐渐建成,届时硫酸产能将极大提升,但消费增长有限,这将导致市场出现供大于求的格局。
冶炼酸方面,2011—2012年已有约750万吨装置建成投产。2013—2015年,还将有金川防城、山东东营鲁方、安徽铜陵有色、富春江和鼎铜业等约450万吨装置建成,部分与铅锌配套的中型冶炼酸装置也在建设中,到2015年,冶炼酸产能将极大提高。
硫磺制酸方面,2013—2015年将有湖北兴发、湖北新洋丰、贵州路发、贵州瓮福织金、浙江宁波新福等约600万吨装置建成。
受硫铁矿资源的限制,未来硫铁矿制酸量不会出现较为明显的增长。未来5~10年,随着我国硫产能不断快速提升,硫对外依存度将进一步下降,预计2015年对外依存度将下降为30%左右。
(执笔:刘超)
不溶性硫磺生产工艺目前,我国大部分炼油厂都设有硫回收装置,其产品硫磺质量较好,纯度高达99.9%以上。但这种普通硫磺在国内外市场上已趋于饱和,且价格不高。因此,如何解决普通硫磺的销路,提高其附加价值,是炼油厂关心的问题。普通硫磺生产不溶性硫磺(简称IS)技术,其产品主要用作橡胶硫化剂,如在子午线轮胎生产中加人适量的IS,便能有效地防止喷霜;并且胶料粘性好,有利于改善操作环境。目前,高质量的不溶性硫磺在国内供不应求,在国际市场上也很走俏。因此,炼油厂用其所产普通硫磺生产Is,不失为提高硫磺附加价值的一种有效手段。如在3—4 kt/a规模的硫磺回收装置下游建一套l kt/a的IS装置,一年即可收回投资,在技术上、经济上都是可行的。根据国家“九五”规划,今后我国汽车轮胎将全部更新为子午线轮胎。据预测,作为子午线轮胎首选硫化剂盼不溶性硫磺,其需求量将以每年l5%的速度递增。因此,生产不溶性硫磺.不但销路看好,而且还部分地解决了炼油厂硫磺在国内市场饱和的问题。1.工艺流程1974年以来,我国生产不溶性硫磺一直采用高温气化法。该工艺除生产过程中存在易燃、易爆、易腐蚀和有污染等问题外,产品稳定性也较差,不能满足橡胶工业的需要。洛阳富华化工厂采用低温、常压熔融的工艺技术生产IS,不仅避免了过去高温气化法存在的种种问题.而且产品质量上了一个台阶。新工艺的流程如图1所示。把洛阳石化总厂生产的普通硫磺(纯度>99.9%)加人到容量为5 t的熔融炉l中进行熔融,当温度升至120℃以上时,把熔体放人低位反应器2.同时把稳定荆罐。3中的复合稳定荆A加人0.1%0 5%,反应30min。然后将淬冷液罐4中含0.4%一0.7%稳定刺B的水溶液注人稳定池5中,冷却30 min后出料,选人干燥器6干燥。然后,由粉碎机7粉碎至n~14 m(80一100目)送到萃取塔8,把储罐lO中的cs2用泵ll打人到淹没硫磺30crn为宜。搅拌40min后,把含有分散热的溶剂从溶剂罐l5中用泵l2打人萃取塔8。打人量占cS总量的4%,搅动10 min,把cs2萃取后的混合液放人蒸馏塔l6中。然后,用105℃ 传导加热l5min,待cS2全部回收后,停止加热。从萃取塔8底部排出松散的IS,经干燥器l7干燥后在粉碎机l8粉碎至14 ,即成为非充油性璐粉2l。充油性不溶性硫磺是用高速搅拌混合器配以雾化喷淋装置,将高芳烃油或环烷油均匀地掺人IS中,经检测符合标准要求后,即为合格的IS。再将蒸馏塔l6中萃取后的CS2混合液打人8%的分散剂,用95℃传导加热60min。待cs2全都排出,cs2经冷凝器9后 排人c% 储罐l0中。余下的分散剂经泵l4排人溶剂罐l5。沉集在蒸馏塔底部的球形小颗粒硫磺,经放料口排出,或作为一般硫磺粉碎成普通硫粉20,或作为二次加工原料选人熔融炉。2. 稳定剂的选择 普通硫磺(简称s)在常温下呈稳定的环状结构,在加热情况下热力学变化较为复杂,从固态熔融成液态一直到升华成气态,在这一过程中,s由环状变为长短不一的直链状(无定形),冷却到常温时又恢复为环状硫。当硫磺达到一定温度,s变成古有双端自由基的直链,随着温度的升高,双端自由基经过链式聚合。生成长链双端自由基。此时如果用某种稳定剂与长链双端自由基反应,使链端自由电子得到耦台,封锁链端,就得到分子量不同分布的线塑长链分子。其中具有一定链长的长链分子,不溶于cs2,即称之为不溶性硫磺;而较短的硫分子链能够迅速还原成环状结构的普通硫磺,溶于cS2,即为可溶性硫磺。在链增长反应的适当阶段加入稳定剂,可以提高不溶性硫磺的含量。但不溶性硫磺仍然是一种亚稳态物质,在自然环境中有返回低分子可溶性硫磺的趋势。因此,稳定剂的选择成为不溶性硫磺生产过程中最关键的环节。氯、溴、碘和烯烃、有机酸类作为稳定剂对提高Is的稳定性有一定作用,但效果不理想。稳定性也即热稳定性。通常是指在经90℃,3 h或105℃,15 min加热老化前后不溶性硫磺产品中Is含量的变化,如表1所示。洛阳富华化工厂经过多次实验,采用复台剂,使稳定性太幅度提高。 3. 充油 把含复合稳定剂的不溶性硫磺同石油产品的某一馏分油按一定比例混合并搅拌均匀,则不溶性硫磺粉状颗粒完全被油包覆。由于复台稳定剂和分散剂的存在,Is同油品混合后分散均匀,无团状,不渗油,不飞扬。实验结果表明,精制的芳烃油和环烷烃油具有良好的分散功能和相溶性,并且是良好的橡胶软化剂。因此,通过多种精制手段把所得到的芳烃油充人不溶性硫磺是较为理想的。但应指出,芳烃油若精制不完全,也有其不足之处。由手芳烃中碱氨杂质的存在,会使热稳定性急剧下降。4. 生产不溶性硫磺的经济效益若在炼油厂硫回收装置之后直接设一条琉磺深加工生产线,其投资较少。因为产出的琉磺液体可直接淬冷后进入深加工工序,璐含量在60%左右。这样就省去了预热炉和反应器及取热部分。其它原材料均来自炼油厂内部。因此,对于年回收硫磺2—3 kt的装置,设计一个深加工能力为l kt/a的不溶性硫磺装置较为合适,其投资约需RMB¥1280 x 10(e4),半年即可建成投产。对于回收硫磺20—30 ki/a的硫回收装置,设计一个年深加工能力为10 kt/a的装置也是较为适宜的,其投资约需RMB¥2250×10(e4),一年即可建成投产;每吨利润约RMB¥7000,建成投产后的第二年可收回全部投资,利润也较为可观。
您好,硫磺回收装置是一种用于回收工业生产过程中产生的废气中的硫磺的设备。其信息源主要包括以下几个方面:1. 相关行业协会和组织:如石化、化工等行业的协会和组织,这些组织通常会发布行业动态、技术标准和政策法规等信息,对硫磺回收装置的相关信息也会有所涉及。2. 专业媒体和网站:如《化工新材料报》、《石化新闻》等行业媒体,以及一些专业的网站如“中国化工装备网”,这些媒体和网站通常会发布硫磺回收装置的新闻、技术文章、市场分析等信息。3. 企业官网和产品手册:硫磺回收装置生产厂家的官网和产品手册中会详细介绍硫磺回收装置的性能、特点、应用范围等信息。4. 专业展会和会议:如“中国国际石油石化技术装备展览会”、“中国国际化工展览会”等行业展会和会议,这些展会和会议通常会有硫磺回收装置的展示和相关技术交流。5. 学术论文和专利:硫磺回收装置的研究和开发通常会涉及到学术论文和专利,这些文献可以从学术数据库和专利检索网站中获取。
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