Способ переработки серосодержащего шлама

 

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.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

{5ц 4 С О1 В 17/027

ИСЕСОЮЗЩЯ

ПМЙПН - П фЩ@Щ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

IlPH ГКНТ СССР

1 (21) 4281199/23-26 (22) 10.07.87 (46) 07.10.89. Бюл. У 37 (71) Волжское производственное объе" динение "Оргсинтез" (72) В.И. Молодцова, В.Л. Рудковский и О.В. Грыцкив (53) 661.21(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

В 715448, кл. С 01 В 17/02, 1978. (54) СПОСОБ ПЕРЕРАБОТКИ СЕРОСОДЕРЖАЩЕГО ШЛАМА (57) Изобретение относится к способам переработки серного шлама — отхода многотоннажного производства сероуглерода и позволяет упростить процесс, а также получить серосодержащий агент, Изобретение относится к химической технологии, в частности утилизации серного шлама — серосодержащего отхода производства сероуглерода, и может быть использовано в шинной про- мышленности, в производстве резино,технических, асбестотехнических изделий, а также в дорожном строительстве.

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

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

„„Я0„„1512926 А i

2 который может быть использован в шинной промышленности, в производстве резинотехнических, асботвхнических изделий, в дорожном строительстве.

Сущность предлагаемого способа переработки заключается в том, что серный шлам смешивается с высококипящим органическим растворителем Т-бб — отходом производства синтетического каучука или высококипящей фракцией M-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 ф быть применен вместо серы в указанных областях. 4 табл. смолистым кубовым ocTcLTKOM производства морфолина, так называемой высококипящей фракцией М-1 — отходом проо изводства морфолина при 95-130 С и весовом соотношении (2-4):1 с после- Ж дующим охлаждением при перемешивании Ю до 40-50 С и выгрузкой продукта в С5 тару.

Серный шлам является серосодержащим отходом 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, %:!

512926

50

125

Сера 30-70

Глина 10-50

Битумы 10-20

Температура плавления серного шлама 110-130 С в зависимости от содерО 5 жания в нем элементарной серы.

Преимущество способа заключается в том, что серный шлам используется полностью, без выделения элементар- 10 ной серы, благодаря подбору необходимого соотношения, подходящего органи- ческого растворителя Т-66 или высококипящей фракции М-1.

Изобретение позволяет получить од- 15 нородный продукт в виде пасты, который может быть применен практически вместо серы в производстве полимерных композиций, асбестотехнических, резинотехнических и шинных изделий, 20 . При получении этих изделий традиционными способами кроме серы вводятся наполнители, мягчители и другие добавки.

Продукт, полученный по предлагае- 25 мому способу, одновременно содержит вулканизующий агент-- серу, наполнитель — активированную глину, и мягчитель - битумы.

Характеристика смесевого продукта: 30 внешний внд: пластичная масса (без расслаивания) темного цвета с равномерным распределением серы;

Состав продукта, %:

Сера 50-53

35 .Битумы 6-13

Глина в Alj0э 6-33

Растворитель

Т-66 или вы. сококипящая фракция М-1 Остальное

Серный шлам может вводиться в растворитель двумя путями. в расплавленном состоянии при выходе его из филь,тра в процессе его очистки или в ви- 45 де кусков.

Растворитель Т-66 имеет следующие температуры, С:

Температура

sспышки 75-102

Температура воспламенения 104

Температура замерзания

Температура кипения

Температура самовоспламенения 272

Органический отход Т-бб состоит из смеси высококипящих диоксановых спиртов.

Смолистый отход производства морфолина, так называемая высококипящая фракция М-1 Т д„ 190 С представляет собой подвижную жидкость от темно-коричневого до черного. цвета с харак-. терным аминным запахом, которая получается в кубе ректификационной колонны после выделения морфолина из каталиэата.

Отход состоит из смеси диэтиленгликоля, моно- и диаминов, оксиаминав, окси- и диоксиэфиров и продуктов их поликонденсации.

Состав высококипящей фракции

М-1, %:

Диэтиленгликоль 30-60

Аминосодержащая смола 40-70

Процесс переработки серного шлама осуществляется следующим образом: серный шлам смешивается с Т-66 или

M-1 в соотношении (2-4):1 при T=95130 С до получения однородной подвижной массы, после чего смесь охлаждается при перемешивании до T=40-50 С и выливается в тару.

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

Выбор температуры смешения обусловлен свойствами исходного серного шлама. Чем вьпше содержание серы и битума в нем, тем ниже температура плавления серного шлама и температура сменения, При более низкой температуре (95 С) не достигается однородность продукта. Нагрев же выше 130 С, нецелесообразен, так как в процессе испарения массы теряется растворитель и сера, выделяются токсичные окислы серы, что усложняет условия переработки серного шлама.

Выбор соотношения смешиваемых компонентов определяется качеством получаемого смесевого продукта.

При увеличении и уменьшении доли серного шлама в смеси получается неоднородная, расслаивающаяся масса, непригодная к использованию, Кроме того, процесс переработки можно осуществлять любым способом: подавать в предварительно нагретый

1512926 до требуемой температуры растворитель T-66 или высококипящие фракции

М-l, расплавленный серный шлам или в виде кусков. Основное при этом ус5 ловие — необходимо добиться полного расплавления массы и эффективного перемешивания. При этом получается однородный продукт.

При получении смесевого продукта 10 необходимо строго выдерживать температуру охлаждения массы до 40-50 С перед его выгрузкой из аппарата. При этом должно быть постоянное переменивание массы. При температуре 40-50 С 15 масса достаточно подвижна и легко транспортабельна, в то время как снижение температуры до 20 С резко ухудшает технологические свойства — масса становится неподвижной, что усложня- 20 ет процесс выгрузки.

Повышение температуры выше 50 С также нецелесообразно из-за получения некачественного продукта, так как при выгрузке продукта из аппара- 25 та в тару перемешивание прекращается, происходит осаждение серы, что ведет к получению неоднородного продукта, Пример 1. В круглодонную кол- . бу емкостью 0,5 л с обратным холо- 30 дильником загружают 100 r органического растворителя T-66, который нагревают до 110 C и при перемешивании вводят 200 r серного шлама, имеющего следующий состав, мас. :

Сера 50

Глина 35

Битум 15

После расплавления смесь охлаждают при перемешивании до 40 С и слива- 40 ют, Получают 300 r смесевого продукта, представляющего собой пластичную массу темно-серого цвета, Пример 2. Испытание проводят аналогично примеру 1, только вместо 45 органического растворителя T-66 использованы высококипящие фракции М-l.

Составы смесей серного шлама с органическим растворителем Т-66 или высококипящими фракциями M l при разных 50 температурах смешения и охлаждения приведены в табл.l.

Иэ табл.1 видно, что при использовании соотношения серный шлам: растворнтель Т-66 или высококипящая фрак-55 ция М-.l (2-2):1 н при температуре смешения 95-130 С получены наилучшие свойства смесевого продукта. Измене.ние соотношения компонентов, температур ведет к получению некачественного, т.е..неоднородного, продукта.

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

Мочевиноформальдвгидная 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

1-5 мин, Смесь заливают в формы и отверждают продукт при 60 С в течение

12 ч. Физико-механические свойства композиций, полученных. известным и предлагаемым способами, приведены в .табл.2.

Продукт испытан также в качестве вулканизующего агента резиновых смесей на основе карбоцепных каучуков, используемых при получении резинотехнических и асбестотвхнических иэделий. 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 бутадиенстирольного каучука СКМС-30 АРК, альтакса окиси цинка, стеарина сиесевого продукта (серный шлам с органическим растворителем Т-66 или высококипящей фракцией М-1).

Состав смеси приведен в табл,3.

Серный шлам имеет следующий сос» тав, мас. :

Сера 40

Глина 30

Битумы 30

Результаты физико-механических испытаний резин приведены в табл.4.

Иэ приведенных в табл. 2-4 данных видно, что физико-механические характеристики вулканизатов с использованием смесевого продукта на основе серного шлама с органическим растворителем T-66 или высококипящей фракцией M-1 выше, чем в известном составе с применениек серы.

1512926

Т а б л и ц а 1

Т-емпеСоотношеРастворитель

Свойства смеТемпература смешения„"С

Сос" тав ратура охлаждения, С севого продукта при н.у. ние серного шлама и растворителя, мас,ч.

2:1

20

М-I

Однородная пластичная масса

То же

Т-66

Т-66

М-1

М-1

М-I

140

2:1

2:1

3:1

2!!

2! !

3

5

4:1

Т-66

110

4:1

1:1

4,5:1

2:1

ll0

110

М-1

M-1

М-1

Т-66

9

60

110

2:I

М-1

Продолжение табл.2

Показатели для способа

Свойства

I предлагаемого известного предлаг àåìîãî

Водопоглощение через 10 сут тверждения, %

Кислотопоглощение через !О сут твержения, %

0,61

0,5

Прочность через !О сут, МПа: при изгибе при сжатии

10,1

32,1

8,7

32,1

0,65

0,5

Таким образом, продукт переработ-. ки серного шлама предлагаемым способом имеет многоцелевое использование благодаря содержанию в нем серы, глины, битумов, Т-66 и М-.l. с

Кроме того, процесс получения смесевого продукта прост, так как позволяет исключить стадии разделения раст-ц0 вора серы от осадка, промывки и очистки серы.

Формула изобретения

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

Таблица2 Свойства известного

Показатели,для спо- 50 соба тем, что, с целью упрощения процесса и обеспечения возможности исполъзования продукта в качестве компонента полимерной композиции или вулканизирующего агента резиновых смесей, в качестве органического растворителя используют отход производства синтетического каучука. со стадии выделения его, содержащий высококипящие диоксановые спирты, нли отход производства мор@олина после выделения его, содержащий диэтиленгликоль и аминосодержащую смолу„ причем процесс ведут при 95-130 С и массовом соотношении серосодержащий шлам: растворитель, равном (2-4):1, с последующим охлаждением продукта до вы" грузки до 40-50 С.

Масса однородная, но при нагревании выделяется $0

Однородная плас-. тичная масса

То же

Масса неоднородная

То же

Масса нетранспортабельна

Масса неоднородная

151 2926

Таблица3

Ингредиенты Содержание, r, состава предла- извест5

raeMoro . ного

Режим вулканизации

143 С, 30 мин

143 С, 30 мин

1,5

2,5

1,3

1,2

480

550

Составитель Л, немирова

Редактор А, Козориз Техред А.Кравчук Корректор M. Шароши

Заказ 6032/22 Тираж 435 Подписное

ВНИИЛИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул. Гагарина, 101

CKNC-30 APK

Окись цинка

Стеарин

Альтакс

Смесевой продукт

)00

1 5

Прочность при растяжении, МПа

Напряжение при

200Х-ном удли ненни, МПа

Относительное удлинение, Х