Способ переработки серосодержащего шлама Советский патент 1989 года по МПК C01B17/27 

Изобретение относится к химической технологии, в частности утилизации серного шлама - серосодержащего отхода производства сероуглерода, и может быть использовано в шинной промышленности, в производстве резинотехнических, асбестотехнических изделий, а также в дорожном строительстве .

Цель изобретения - упрощение процесса и обеспечение возможности многоцелевого использования смесевого продукта.

Сущность способа заключается в том, 4tTO серный шлам смешивается с высококипящим органическим растворителем Т-66, являющимся отходом производства синтетического каучука или со

смолистым кубовым остатком производства морфолина, так называемой высококипящей фракцией М-1 - отходом производства морфолина при 95-130 С и весовом соотношении (2-4):1 с последующим охлаждением при перемешивании до 40-50 С и выгрузкой продукта в

тару.

Серный шлам является серосодержащим производства сероуглерода, который образуется на стадии фильтрационной очистки расплавленной серы от битумов через активированную глину. Он представляет собой при нормальных условиях твердый продукт в виде крупных кусков с неравномерным включением серы Состав серного шлама, %:

сл

ю

со ю

а

315

Сера30-70

Глина10-50

Битумы10-20

Температура плавления серного шлама ПО-130 С в зависимости от содержания в нём элементарной серы.

Преимущество способа заключается в том, что серньй шлам исподь зуется полностью, без выделе1 ия элементарной серы, благодаря подбору необходимого соотношения, подходящего органического растворителя Т-66 или высококипящей фракции M-I.

Изобретение позволяет получить однородный продукт в виде пасты, который может быть применен практически вместо серы в производстве полимерных композиций, асбестотехническик, резинотехнических и шинных изделий,

При получении этих изделий традиционными способами кроме серы вводят ся наполнители, мягчители и другие добавки.

Продукт, полученный по предпагае- мому способу, одновременно содержит вулканизующий агент- серу, наполнитель - активированную глину, и мягчи тель - битумы.

Характеристика смесевого продукта внешний вид: пластичная масса (без расслаивания) темного цвета с равномерным распределением серы; Состав продукта, %: Сера50-53

Битумы6-13

Глина в AlfjOj 6-33 Растворитель Т-66 или высококипящая ,

фракция М-1 Остальное Серный шлам может вводиться в рас творитель двумя путями: в расплавлен ном состоянии при выходе его из филь .тра в процессе его очистки или в виде кусков.

Растворитель Т-66 имеет следующие температуры,С: Температура

вспышки75-102

Температура воспламенения 104 Температу11а замерзания 50 Температура кипения 125 Температура самовоспламенения272

29264

Органический отход состоит из смеси высококипящих диоксановых спиртов.

Смолистьвй отход производства мор- фолина, так называемая высококипящая фракция М-1 представляет собой подвижную жидкость от темно-коричневого ДО черного цвета с харак- :

10 терным аминным запахом, которая получается в кубе ректификационной колонны после выделения морфолина из катализ ата,

Отход состоит из смеси диэтилен- 5. гликоля, и диаминов, оксиами- нов, окси- и диоксиэфиров и продуктов их поликонденсации.

Состав высококипящей фракции . М-1, %: 20 Диэтиленгликоль 30-60

Аминосодержащая

смола40-70

Процесс переработки серного шлама ос5тцествляется следующим образом: 25 серный шлам смешивается с Т-66 или М-1 в соотношении (2-4):1 при до получения однородной подвижной массы, по.сле чего смесь охпаж- дается при перемешивании до Т 40-50 С 30 и выливается в тару.

Готовый продукт при нормальных условиях представляет собой однородную массу, пластичную и пастообразную, темно-серого цвета, которая при 35 хранении не изменяет своих свойств и не расслаивается.

Выбор температуры смешения обусловлен свойствами исходного серного шлама. Чем вьш1е содержание серы и би- 40 тума в нем, тем ниже температура

плавления серного шлама и температура смешения. При более низкой температуре (95 С) не достигается однородность продукта. Нагрев же вьшге OfT C, 45 нецелесообразен, так как в процессе испарения массы теряется растворитель и сера, вьщеляются токсичные окислы серы, что усложняет условия переработки серного шлама. 20 Выбор соотношения смешиваемых компонентов определяется качеством получаемого смесевого продукта„

Пр и увеличении и уменьшении доли серного шлама в смеси получается не- 55 однородная, расслаивающаяся масса, непригодная к использованию

Кроме того, процесс переработки можно осуществлять любым способом: подавать в предварительно нагретый

51

до требуемой температуры растворитель Т-66 или высококипящие фракции М-1, расплавленный серный шлам или в виде кусков. Основное при этом условие - необходимо добиться полного расплавления массы и эффективного перемешивания. При этом получается однородный продукт.

При получении смесевого продукта необходимо строго выдерживать температуру охлаждения массы до 40-50°С перед его выгрузкой из аппарата При этом должно быть постоянное перемешивание массы. При температуре 40-50 С масса достаточно подвижна и легко транспортабельна, в то время как снижение температуры до резко ухудшает технологические свойства - масса становится неподвижной, что усложня- ет процесс выгрузки.

Повьшение температуры вьше 50 С также нецелесообразно из-за получения некачественного продукта, так как при выгрузке продукта из аппарата в тару перемешивание прекращается, происходит осаждение серы, что ведет к получению неоднородного продукта

Пример 1. В круглодонную колбу емкостью 0,5 л с обратным холодильником загружают 100 г органического растворителя Т-66, который нагревают до и при перемешивании вводят 200 г серного шлама, имеющего следующий состав, мас.%:

. Сера50

Глина 35

Битум.15

После расплавления смесь охлаждаПример 3. На лабораторных вальцах готовят смесь на основе бута- диенстирольного каучука СКМС-30 АРК, альтакса окиси цинка, стеарина смесеют при перемешива1ши до и слива- дО вого продукта (серттй шлам с органическим растворителем Т-66 или высоко- кипящей фракцией М-1),

Состав смеси приведен в табЛвЗ.

ют. Получают 300 г смесевого продукта, представляющего собой пластичную массу темно-серого цвета,

Пример 2. Испытание проводят аналогично примеру 1, только вместо органического растворителя Т-66 использованы высококипящие фракции М-1 .

Составы смесей серного шлама с органическим растворителем Т-66 или вы45

Серный шлам имеет следующий состав, мас.%:

Сера40

Глина30

Битумы30

Результаты физико-механических ис- сококипящими фракциями М-.1 при разных 50 „ытаний резин приведены в табл.4.

температурах смешения и охлаждения пр ив едены в табл. 1 . ,: Из табл.1 видно, что при использовании соотношения серный шлам: расИз приведенных в табл, 2-4 данных видно, что физико-механические характеристики вулканизатов с использоваQ5 0

5

0

5

тур ведет к получению некачественного, т.е. неоднородного, продукта.

Полученную в оптимальных условиях пластичную массу испытывают в качестве компонента полимерной композиции состава, %:

Мочевиноформаль- дегидная смола , 30 Смесевой продукт на основе серного шлама и органического растворителя Т-66 или высококи- : пящей фракции М-1 70 Полимерную композицию готовят путем смешивания смесевого продукта с мочевиноформальдегидной смолой до получения однородной массы в течение i5 мин. Смесь заливают в формы и от- верждают продукт при в течение 12 ч. Физико-механические свойства композиций, полученных известным и предпагаемым способами, приведены в табл.2.

Продукт испытан также в качестве вулканизующего агента резиновых смесей на основе карбоцепных каучуков, используемых при получении резинотехнических и асбестотехнических изделий. Резиновые смеси готовят по общепринятой технологии резинового производства путем смешения ингредиентов на лабораторных вальцах и вулканизации в прессе под давлением 10 МПа.

Пример 3. На лабораторных вальцах готовят смесь на основе бута- диенстирольного каучука СКМС-30 АРК, альтакса окиси цинка, стеарина смесеО вого продукта (серттй шлам с органическим растворителем Т-66 или высоко- кипящей фракцией М-1),

Серный шлам имеет следующий состав, мас.%:

Сера40

Глина30

Битумы30

Из приведенных в табл, 2-4 данных видно, что физико-механические характеристики вулканизатов с использова

Изобретение относится к способам переработки серного шлама - отхода многотоннажного производства сероуглерода и позволяет упростить процесс, а также получить серосодержащий агент, который может быть использован в шинной промышленности, в производстве резинотехнических, асботехнических изделий, в дорожном строительстве. Сущность предлагаемого способа переработки заключается в том, что серный шлам смешивается с высококипящим органическим растворителем Т-66 - отходом производства синтетического каучука или высококипящей фракцией М-1 - отходом производства морфолина при 95 - 130°С в соотношении (2-4):1, после чего охлаждается при непрерывном перемешивании до 40-50°С и выгружается в тару. При этом получают однородный продукт в виде пасты, который может быть применен вместо серы в указанных областях. 4 табл.

творитель Т-66 или высококипящая фрак-55 нием смесевого продукта на основе

серного шлама с органическим растворителем Т-66 или высококипящей фракцией М-1 выше, чем в известном состация М-г1 С 2-2) : 1 и при температуре смешения 95-130°С получены наилучшие свойства смесевого продукта. Измене- .ние соотношения компонентов, темпераве с применениеь. серы.

ве с применениеь. серы.

Таким образом, продукт переработки серного шлама предлагаемым способом имеет многоцелевое использование благодаря содержанию в нем серы, глины, битумов, Т-66 и Мт1.

Кроме того, процесс получения сме- севого продукта прост, так как позволяет исключить стадии разделения pacr вора серы от осадка, промывки и очистки серы.

Формула изобретения

Способ переработки серосодержащего шлама, включающий смешение его с органическим растворителем и выгрузку продукта, отличающийся

2:1

2:1 2:1 3:1 2:1 2:1

М-1

Т-66

Т-66

М-1

М-1

М-1

95

95 ПО ПО 130

140

4:1

4:1 1:1 4,5:1 2:1

2:1

Т-66

М-1 М-1 М-1 Т-б б

М-1

110

ПО ПО ПО ПО

ПО

Таблица 2

Прочность через 10 сут, МПа:

при изгибе 8,7 10,1 при сжатии 32,1 . 32,1

g

5

тем, что, с целью упрощения процесса и обеспечения возможности использования продукта в качестве компонента полимерной композиции или вулка11изи- рующего агента резиновых смесей, в качестве органического растворителя используют отход производства синтетического каучука, со стадии выделения его, содержащий высококипящие диоксановые спирты, или отход производства морфолина после выделения его, содержащий дизтиленгликоль и амнносодержащую смолу причем процесс ведут при 95-130°С и массовом соотношении серосодержащий шлам:-растворитель, равном (2-4):1, с последующим охлаждением продукта до выгрузки до 40-50 °С.

Т а б л и.ц а 1

Однородная пластичная масса

То же

Масса однородная, но при нагревании выделяется 30

Однородная пластичная масса

То же

Масса неоднородная

То же

. Масса нетранспортабельна

Масса неоднородная

Продолжение табл.2

Водопоглощение

через 10 сут

тверждения, % 0,61 0,5

Кислотопоглощение через 10 сут

твержения, % 0,65 0,5

100

5

1,5

2

100 5

1,5 2

30 ьшн Прочность при

растяжении, МПа 5 Напряжение при 200%-ftOM удлинении , МПа Относительное

удлинение,

1,2 550

480