本發(fā)明涉及不溶性硫磺的生產(chǎn)領域，具體涉及一種低溫熔融法制備中品位不溶性硫磺的生產(chǎn)工藝。

背景技術：

硫磺在常溫下為黃色固體，固體硫磺由兩種同素異形體：斜方硫和單斜硫，兩種形態(tài)的硫均有穩(wěn)定的八元環(huán)就夠(s8)構成，但其晶格排列不同。固體硫磺在95.6℃以下為斜方硫，在95.6℃以上為單斜硫。硫磺又分為可溶性硫和不可溶性硫兩種形態(tài)。普挺硫磺為可溶性硫，不溶于水，易溶于甲苯、四氯乙烯、二硫化碳等有機溶劑。不溶性硫磺是普通硫磺的高分子改性品種，屬于無定形結構，由于其為具有熱塑性的線性高分子均聚物，因此又被稱為聚合硫。不溶性硫的結構與高分子聚合物結構類似，結構式為sn，硫原子數(shù)n大于200，相對分子量為30000-40000。不溶性硫磺不同于普通硫磺的結構而具有了不溶于二硫化碳、甲苯等對硫磺有很強溶解能力的有機溶劑的特性。

不溶性硫磺作為橡膠硫化劑用于生產(chǎn)時，具有其它硫化劑不可比擬的優(yōu)點，主要表現(xiàn)為：①提高膠料的自粘性，進而改善多層橡膠制品各層之間的粘合強度，尤其是制造子午線輪胎時鋼絲與橡膠的粘合，達到輪胎耐磨損性能的目的；②不溶性硫磺在膠料中分布均勻，有效地減少了膠料存放過程中的焦燒現(xiàn)象，延長了膠料存放期；③不溶性硫磺具有化學惰性和物理惰性，用于橡膠硫化時，不會遷移到膠料表面產(chǎn)生噴霜。

不溶性硫磺的工藝流程一般分為中品位不溶性硫磺的制備(聚合工序)，高品位不溶性硫磺的制備(萃取工序)、充油型不溶性硫磺的制備(充油工序)、萃取劑的蒸發(fā)回收(蒸發(fā)工序)。中品位不溶性硫磺是將普通硫磺溶融，再恒定在一定溫度下進行聚合反應，反應結束后融溶硫磺體經(jīng)急速冷卻、脫水、干燥后得到的不溶性硫磺體經(jīng)急速冷卻、脫水、干燥后得到的不溶性硫磺粗產(chǎn)品。中品位硫磺的制備是生產(chǎn)不溶性硫磺的最關鍵步驟，該工序是將普通硫磺聚合轉變成不溶性硫磺的過程，聚合程度和轉變的效果決定不溶性硫磺的轉化和產(chǎn)品品質。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種低溫熔融法制備中品位不溶性硫磺生產(chǎn)工藝，其于普通硫磺融溶后適時加入適量穩(wěn)定劑，在加入穩(wěn)定劑后實行加壓聚合，并通過優(yōu)化工藝參數(shù)，使制備得到的中品位不溶性硫磺產(chǎn)率達到58-62％，純度達到66-70％。

為實現(xiàn)以上目的，本發(fā)明通過以下技術方案予以實現(xiàn)：

一種低溫熔融法制備中品位不溶性硫磺的生產(chǎn)工藝，包括以下步驟：

(1)聚合：將普通硫磺置于反應器中，反應器中保持惰性環(huán)境；先將普通硫磺預熱至80-85℃，然后以0.5-1℃/min的速度升溫至98-100℃，保溫8-12min，再以2-3℃/min的速度升溫至120-125℃，保溫15-18min后加入普通硫磺質量0.3-0.8％的穩(wěn)定劑；

隨后往反應器中充入惰性氣體(本發(fā)明中惰性氣體均為氮氣或氬氣)，使反應器內壓達到0.13-0.15mpa，并以1-2℃/min的速度升溫至165-170℃，保溫25-35min；繼續(xù)往反應器中充入惰性氣體，使反應器內壓達到0.18-0.2mpa，并以3-6℃/min的速度升溫至260-270℃，保溫40-60min；

(2)急冷：將上述液態(tài)硫磺噴淋至急冷液中，得不溶性硫磺粗品；

(3)固化：將不溶性硫磺粗品取出，于50-55℃下進行真空干燥，之后粉碎過篩，得中品位不溶性硫磺。

優(yōu)選的，所述步驟(1)中穩(wěn)定劑為三氯化鐵、六氯對二甲苯、四氯化硅中的一種或兩種。

優(yōu)選的，所述穩(wěn)定劑為六氯對二甲苯、四氯化硅按質量比1：1混合而成。

優(yōu)選的，所述步驟(2)中急冷液為三氯化鐵的硝酸水溶液，其中三氯化鐵的質量分數(shù)為0.6-0.8％，硝酸的質量份數(shù)為1-1.3％。

優(yōu)選的，所述步驟(3)中真空干燥時其真空壓力為0.04-0.06mpa。

優(yōu)選的，所述步驟(3)中的過篩目數(shù)為140-160目。

本發(fā)明的有益效果是：

本發(fā)明低溫熔融法制備中品位不溶性硫磺生產(chǎn)工藝，在普通硫磺融溶后適時加入適量穩(wěn)定劑，且在加入穩(wěn)定劑后實行加壓聚合，同時本發(fā)明合理設置各階段的升溫速度、保溫溫度、保溫時間，聚合過程中可有效提高不溶性硫磺的含量和產(chǎn)率。由本發(fā)明生產(chǎn)工藝制備得到的中品位不溶性硫磺產(chǎn)率可達到58-62％，純度可達到66-70％。

具體實施方式

為使本發(fā)明實施例的目的、技術方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結合本發(fā)明實施例，對本發(fā)明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發(fā)明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。

實施例1：

一種低溫熔融法制備中品位不溶性硫磺的生產(chǎn)工藝，包括以下步驟：

(1)聚合：將普通硫磺置于反應器中，反應器中保持惰性環(huán)境；先將普通硫磺預熱至85℃，然后以1℃/min的速度升溫至100℃，保溫10min，再以3℃/min的速度升溫至125℃，保溫16min后加入普通硫磺質量0.3％的穩(wěn)定劑，所述穩(wěn)定劑為六氯對二甲苯、四氯化硅按質量比1：1混合而成；

隨后往反應器中充入惰性氣體，使反應器內壓達到0.15mpa，并以2℃/min的速度升溫至170℃，保溫30min；繼續(xù)往反應器中充入惰性氣體，使反應器內壓達到0.2mpa，并以5℃/min的速度升溫至260℃，保溫50min；

(2)急冷：將上述液態(tài)硫磺噴淋至急冷液中，得不溶性硫磺粗品；該急冷液為三氯化鐵的硝酸水溶液，其中三氯化鐵的質量分數(shù)為0.8％，硝酸的質量份數(shù)為1.3％。

(3)固化：將不溶性硫磺粗品取出，于55℃下進行真空干燥，真空壓力為0.05mpa，之后粉碎過160目篩，得中品位不溶性硫磺；該中品位不溶性硫磺的產(chǎn)率為62％，純度為69％。

實施例2：

一種低溫熔融法制備中品位不溶性硫磺的生產(chǎn)工藝，包括以下步驟：

(1)聚合：將普通硫磺置于反應器中，反應器中保持惰性環(huán)境；先將普通硫磺預熱至80℃，然后以0.5℃/min的速度升溫至100℃，保溫12min，再以2℃/min的速度升溫至120℃，保溫18min后加入普通硫磺質量0.8％的三氯化鐵；

隨后往反應器中充入惰性氣體，使反應器內壓達到0.13mpa，并以1.5℃/min的速度升溫至165℃，保溫25min；繼續(xù)往反應器中充入惰性氣體，使反應器內壓達到0.18mpa，并以3℃/min的速度升溫至260℃，保溫60min；

(2)急冷：將上述液態(tài)硫磺噴淋至急冷液中，得不溶性硫磺粗品；該急冷液為三氯化鐵的硝酸水溶液，其中三氯化鐵的質量分數(shù)為0.8％，硝酸的質量份數(shù)為1％。

(3)固化：將不溶性硫磺粗品取出，于50℃下進行真空干燥，真空壓力為0.04mpa，之后粉碎過140目篩，得中品位不溶性硫磺；該中品位不溶性硫磺的產(chǎn)率為60％，純度為66％。

實施例3：

一種低溫熔融法制備中品位不溶性硫磺的生產(chǎn)工藝，包括以下步驟：

(1)聚合：將普通硫磺置于反應器中，反應器中保持惰性環(huán)境；先將普通硫磺預熱至82℃，然后以0.8℃/min的速度升溫至98℃，保溫8min，再以2℃/min的速度升溫至120℃，保溫15min后加入普通硫磺質量0.5％的六氯對二甲苯；

隨后往反應器中充入惰性氣體，使反應器內壓達到0.14mpa，并以1℃/min的速度升溫至165℃，保溫35min；繼續(xù)往反應器中充入惰性氣體，使反應器內壓達到0.18mpa，并以6℃/min的速度升溫至270℃，保溫40min；

(2)急冷：將上述液態(tài)硫磺噴淋至急冷液中，得不溶性硫磺粗品；該急冷液為三氯化鐵的硝酸水溶液，其中三氯化鐵的質量分數(shù)為0.6％，硝酸的質量份數(shù)為1.2％。

(3)固化：將不溶性硫磺粗品取出，于55℃下進行真空干燥，真空壓力為0.06mpa，之后粉碎過160目篩，得中品位不溶性硫磺；該中品位不溶性硫磺的產(chǎn)率為58％，純度為70％。

以上實施例僅用以說明本發(fā)明的技術方案，而非對其限制；盡管參照前述實施例對本發(fā)明進行了詳細的說明，本領域的普通技術人員應當理解：其依然可以對前述各實施例所記載的技術方案進行修改，或者對其中部分技術特征進行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應技術方案的本質脫離本發(fā)明各實施例技術方案的精神和范圍。