[实用新型]一种生产可溶性聚合硫磺的设备

说明书

技术领域

本实用新型属于化工设备制造技术领域，涉及一种生产硫磺的设备。

背景技术

随着汽车工业的迅速发展，轮胎的安全性问题受到越来越多的重视，最重要的安全性问题就是脱层和爆胎。轮胎属于层状结构制品，各层之间强力的和均匀的粘合才能保证轮胎不脱层不爆胎，为此需要加入硫化剂进行交联反应。只有采用高质量的优质硫化剂，同时进行恰如其分的硫化反应才能实现有效的粘合。目前普遍采用的硫化剂为不溶性聚合硫磺。国际上不溶性聚合硫磺的生产存在三大技术瓶颈：使用大量有毒溶剂、危险性高，难以实现绿色生产；聚合转化率低，国内生产技术转化率在40%左右，国外先进技术的转化率也仅达到70%；高温稳定性差。

从理论上讲，目前的工艺方法无法生产出高温稳定的、高质量的聚合硫磺。制备质量优异的聚合硫磺产品，始终是各轮胎制造国攻关的主要目标。

国内聚合硫磺市场容量为10万吨，产量不足3万吨，且为低品质产品，更重要的是不喷霜性、热稳定性差，严重影响轮胎的合格率和安全性，不能适应制造高品质轮胎的工艺要求。因此，急需开发生产工艺绿色、产率高且具有高温稳定性的聚合硫磺产品，以适应人们对高品质、高安全性轮胎的需求，从而更有效地保证人们的生命安全。

鉴于制造高品质轮胎的需求，伴随着我国轮胎制造业的发展，我国不溶性聚合硫磺的制备已经形成产业，全国已有专业生产企业34家，其中6家企业产能达到了1千吨，全行业生产能力达到了3万吨。2011年国产聚合硫磺总量约为1.5万吨。国内聚合硫磺产能不能释放的因素很多，主要原因是我国聚合硫磺生产大都采用熔融法，此法聚合转化率低，导致生产效率低。另外，没有掌握先进的生产技术，产品质量低，不能生产优质产品，无法满足高品质轮胎制造的需求，也限制了我国不溶性聚合硫磺的大量生产。

更重要的是，从科学性上讲，当前使用的气化法、熔融法、接触法等技术，无法生产出理想的聚合硫磺产品。必须结合轮胎制造工艺，从聚合硫磺的分子结构设计入手，对制备原理进行研究使其更具科学合理性，创新工艺技术才能完全克服目前聚合硫生产的三大技术瓶颈，提高我国聚合硫磺制造业的整体水平，进而提高我国轮胎制造业的整体水平。

   当前国际上生产的聚合硫磺均为不溶性聚合硫磺。不溶性聚合硫的生产方法主要有气化法、熔融法、接触法等。气化法是将干燥的硫磺加热到110℃-160℃熔化后，继续升温至500℃-700℃产生过热蒸气，再喷射到急冷液中迅速冷却，可得到聚合硫磺和硫磺的混合物，再用二硫化碳（CS₂）溶剂萃取，将其中的不溶解部分作为有效产物，称作不溶性聚合硫磺。气化法转化率高,但对设备要求高,危险性大。国内普遍采用熔融法聚合。硫磺在120 ℃下熔融,升温至160 ℃时,原有的八元环单元结构开环,形成相对分子质量不等的直链结构,在220℃，经进一步反应后，添加一定量的稳定剂封闭链端, 经淬冷液急冷,水洗至中性后，干燥,粉碎至80～100目,得到含量40%左右的不溶性聚合硫磺, 最后再用CS₂溶剂萃取得到尽可能高含量的不溶性聚合硫磺。聚合硫磺的生产工艺不同，硫磺转化成不溶性聚合硫的产率是不同的。国内熔融法生产的聚合硫磺的转化率大都在40%左右，国外先进技术聚合硫磺转化率也仅达到70%。

本公司开发了一种可溶性聚合硫磺生产工艺,但由于所采用原料的特殊性,现有的设备无法利用。

发明内容

本实用新型要解决的技术问题是提供一种生产可溶性聚合硫磺的设备。

本实用新型主要由釜体、搅拌轴、电动机、双螺旋搅拌叶片、刮铲、刮链、水套、电加热器、温度传感器和控制显示器构成，釜体上盖有进料口，釜体下盖有出料口，釜体有轴向的搅拌轴，搅拌轴通过设在釜体上下盖的轴承安装在釜体上，搅拌轴连接电动机，搅拌轴上装有双螺旋搅拌叶片，搅拌轴底部接近釜体下盖处有刮铲，双螺旋搅拌叶片外端有轴向的刮链，釜体外侧安装有水套，水套的底部有进水口,水套的顶部有出水口,水套内装有电加热器和温度传感器,电加热器和温度传感器分别连接控制显示器,控制显示器在釜体外部。通过双螺旋搅拌叶片可以将物料由下向上翻动进行搅拌,刮铲和刮链能够刮掉粘贴在釜体底部的内壁的物料,通过电加热器加热水套中的水加热釜体内进行反应的物料,当温度传感器监测到反应温度过高时,通过更换凉水进行降温。本发明设备是针对物料加工过程中粘性大的特点设计的,双螺旋搅拌叶片、刮铲和刮链是设计的重点,温度控制部分则是反应釜的常规技术。

利用本设备生产的可溶性聚合硫磺采用以下步骤完成:

制备预混料