炭黑產(chǎn)業(yè)網(wǎng)據(jù)聚膠消息，日前，由山東陽谷華泰化工股份有限公司聯(lián)合北京化工大學(xué)、國家橡膠助劑工程技術(shù)研究中心(山東省橡膠助劑技術(shù)創(chuàng)新中心)共同完成的“連續(xù)法合成不溶性硫黃綠色產(chǎn)業(yè)化關(guān)鍵技術(shù)創(chuàng)制與萬噸級規(guī)模生產(chǎn)線的開發(fā)”通過了山東省科技廳組織的結(jié)題驗(yàn)收。該成果開發(fā)了高性能不溶性硫黃綠色關(guān)鍵技術(shù)，整體技術(shù)達(dá)到國際先進(jìn)水平，產(chǎn)品主要技術(shù)指標(biāo)達(dá)到國際領(lǐng)先水平，技術(shù)成果已應(yīng)用于萬噸級產(chǎn)業(yè)化裝置，對于解決生產(chǎn)過程資源消耗大等制約橡膠助劑行業(yè)發(fā)展瓶頸性難題具有重要意義。

開發(fā)高性能不溶性硫黃技術(shù)

輪胎是橡膠工業(yè)核心制品和國家重要戰(zhàn)略物資，年產(chǎn)值近萬億元，在國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展中占據(jù)重要地位。硫黃作為橡膠交聯(lián)劑，對輪胎最終性能起到了至關(guān)重要的作用。

不溶性硫黃作為輪胎制造關(guān)鍵原材料，其質(zhì)量性能直接影響輪胎的耐久性和安全性，對行車安全至關(guān)重要。資料顯示，與輪胎有關(guān)的交通事故約70%與輪胎爆胎有關(guān)。

長期以來，我國不溶性硫黃產(chǎn)品與國際先進(jìn)水平存在明顯差距，國際市場競爭力不強(qiáng)。美國伊士曼化學(xué)和日本四國化學(xué)公司掌握著國際領(lǐng)先的高性能不溶性硫黃生產(chǎn)技術(shù)，其產(chǎn)品在核心性能指標(biāo)熱穩(wěn)定性和分散性方面表現(xiàn)優(yōu)異，長期占據(jù)世界前十輪胎公司等主要高端輪胎應(yīng)用市場。高性能不溶性硫黃也是我國目前唯一依賴進(jìn)口的橡膠助劑品種，主要用于高端輪胎制造、中端輪胎制造的關(guān)鍵部位，每年進(jìn)口量約為5萬噸。

與國外先進(jìn)產(chǎn)品相比，國內(nèi)不溶性硫黃存在的主要問題有熱穩(wěn)定性低，在較高溫度下相對更易發(fā)生解聚生成普通硫黃，導(dǎo)致膠料噴霜風(fēng)險(xiǎn);粒徑大，顆粒形貌不規(guī)則，應(yīng)用過程易產(chǎn)生大量靜電導(dǎo)致顆粒團(tuán)聚，造成分散性差。國內(nèi)普遍采用間歇法生產(chǎn)技術(shù)，硫原子利用率只有40%~60%，資源消耗和環(huán)境影響較大。

為解決上述問題，山東陽谷華泰化工股份有限公司聯(lián)合北京化工大學(xué)、國家橡膠助劑工程技術(shù)研究中心開展校企合作，進(jìn)行長期攻關(guān)，成功開發(fā)了高性能不溶性硫黃綠色關(guān)鍵技術(shù)，打破了國外技術(shù)長期壟斷，建成了萬噸級生產(chǎn)線。產(chǎn)品已批量應(yīng)用于美國固特異、德國大陸、韓國韓泰等輪胎企業(yè)，成功實(shí)現(xiàn)了進(jìn)口產(chǎn)品替代。

多項(xiàng)指標(biāo)達(dá)國際領(lǐng)先水平

針對高性能不溶性硫黃關(guān)鍵助劑材料關(guān)鍵難題，項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)經(jīng)過聯(lián)合攻關(guān)，獲得授權(quán)專利15項(xiàng)，其中發(fā)明專利9項(xiàng)，取得了一系列創(chuàng)新性技術(shù)成果，熱穩(wěn)定性、分散性、硫原子利用率3項(xiàng)主要技術(shù)指標(biāo)達(dá)到國際領(lǐng)先水平，形成了自主知識產(chǎn)權(quán)體系。

研究團(tuán)隊(duì)創(chuàng)建了淬冷—熟化—萃取一體化技術(shù)和連續(xù)化流程，解決了國內(nèi)產(chǎn)品熱穩(wěn)定性低的難題。北京化工大學(xué)教授曹達(dá)鵬表示，該成果采用分子動力學(xué)模擬方法研究了聚合過程，在分子尺度上揭示了淬冷階段溫度對聚合硫鏈長的影響規(guī)律，開發(fā)淬冷—熟化—萃取一體化技術(shù)，對工藝溫度和可溶性硫黃含量進(jìn)行精確調(diào)整，使不溶性硫黃產(chǎn)品具有較高的聚合度和結(jié)晶度，產(chǎn)品120℃熱穩(wěn)定性較間歇法生產(chǎn)的產(chǎn)品提升20%以上。

他們還發(fā)明了霧化淬冷技術(shù)和自體隔離熟化技術(shù)，顯著提升了分散性?！霸谑旎^程中，我們通過黏彈態(tài)粒子和熟化態(tài)粒子比例控制以及粒子間距控制，實(shí)現(xiàn)了黏彈態(tài)不溶性硫黃粒子自體隔離，使不溶性硫黃產(chǎn)品呈微米級球狀顆粒且粒徑分布窄，與國外產(chǎn)品相比顆粒形態(tài)更為均勻規(guī)則，焦燒安全性、生熱以及動態(tài)性能等優(yōu)于國外同行?！鄙綎|陽谷華泰化工股份有限公司副總經(jīng)理杜孟成介紹說。

此外，他們采用易揮發(fā)的甲烷作為封端劑，降低了回收硫黃中有機(jī)雜質(zhì)含量。杜孟成說，通過監(jiān)測回收硫黃中有機(jī)雜質(zhì)含量和裂解率，實(shí)時(shí)調(diào)控裂解溫度，使回收硫黃裂解物中有機(jī)雜質(zhì)含量低于0.03%，實(shí)現(xiàn)回收硫黃高效低能耗循環(huán)利用。與國內(nèi)現(xiàn)有工藝相比，該技術(shù)硫原子利用率從40%~60%提升到99%以上，單位產(chǎn)品硫黃用量降低了50%左右，能耗降低30%左右。

實(shí)現(xiàn)綠色關(guān)鍵技術(shù)產(chǎn)業(yè)化

目前，山東陽谷華泰化工股份有限公司建成了萬噸級規(guī)模的集安全化、綠色化與智能化于一體的不溶性硫黃生產(chǎn)裝置，實(shí)現(xiàn)了高性能不溶性硫黃綠色關(guān)鍵技術(shù)產(chǎn)業(yè)化。

2015年，該公司高性能不溶性硫黃中試線投產(chǎn)，突破了高性能不溶性硫黃熱穩(wěn)定性和分散性關(guān)鍵技術(shù);2019年，該公司在高性能不溶性硫黃綠色關(guān)鍵技術(shù)方面取得重大突破，建成了萬噸級生產(chǎn)線，還完成了對自有傳統(tǒng)技術(shù)產(chǎn)線的綠色化改造。

該技術(shù)產(chǎn)業(yè)化后，單位產(chǎn)品原料硫黃用量降低50%，生產(chǎn)規(guī)模以10萬噸/年計(jì)，每年可節(jié)約硫黃8萬噸。

杜孟成表示，目前該公司已成長為國內(nèi)最大的不溶性硫黃生產(chǎn)企業(yè)，產(chǎn)能位居全球第二位。2021年該公司不溶性硫黃產(chǎn)量達(dá)到4.2萬噸，國內(nèi)市場占有率上升至30.8%。未來五年該公司產(chǎn)能將達(dá)到10萬噸/年。

      （原標(biāo)題：陽谷華泰聯(lián)合北化 關(guān)鍵技術(shù)取得突破）